html5 canvas的使用

TML5 Canvas是HTML5新增的一個元素，它提供了一個可執行JavaScript腳本繪制圖形的區域。Canvas元素通過使用JavaScript API，可以在瀏覽器上繪制圖形、渲染動畫和實現交互效果等。

使用原理：
HTML5 Canvas通過使用JavaScript API在瀏覽器中創建一塊畫布（Canvas），然后可以使用腳本語言（通常是JavaScript）在畫布上繪制各種形狀、線條、圖像和文本等。Canvas使用像素渲染，可以直接操作像素數據，因此在性能方面相比其他圖形技術（如SVG）更具優勢。

場景：
HTML5 Canvas可以應用于各種需要圖形繪制、動畫渲染和交互效果的場景，例如：

游戲開發：Canvas可以用來開發2D或3D游戲，通過繪制游戲場景、角色和動畫等實現游戲效果。
數據可視化：Canvas可以用來繪制各種圖表和圖形，實現數據可視化效果。
圖像處理：Canvas可以對圖像進行像素級別的操作，實現圖像處理功能，例如濾鏡、裁剪和合成等。
實時視頻處理：Canvas可以結合WebRTC等技術實現實時視頻處理，例如在視頻通話中添加特效和濾鏡等。

代碼示例：
以下是一個簡單的HTML5 Canvas代碼示例，用于在畫布上繪制一個矩形和一個圓形：

<!DOCTYPE html>  
<html>  
    <head>  
     			<title>HTML5 Canvas示例</title>  
    </head>  
      <body>  
           <canvas id="myCanvas" width="400" height="400"></canvas>  
             <script>  
                 // 獲取Canvas元素和繪圖上下文  
                 var canvas=document.getElementById("myCanvas");  
                 var ctx=canvas.getContext("2d");  
                 // 繪制矩形  
                 ctx.fillStyle="blue";  
                 ctx.fillRect(50, 50, 100, 100);  
                 // 繪制圓形  
                 ctx.beginPath();  
                 ctx.arc(200, 200, 50, 0, Math.PI * 2);  
                 ctx.fillStyle="red";  
                 ctx.fill();  
             </script>  
      </body>  
</html>

在上述代碼中，我們首先獲取了Canvas元素和繪圖上下文（Context），然后使用fillRect()方法繪制了一個藍色的矩形，使用arc()方法繪制了一個紅色的圓形。最后，我們使用fill()方法填充了圓形的顏色。

記得在過去的Web前端開發中，如果你需要繪圖或者生成相關圖形的話，使用Flash可能是你唯一或者說最強大的實現方式，而在近些年的技術熱點HTML5標準中，（畫布）能夠更加方便的幫助你實現2D繪制圖形圖像及其各種動畫效果功能。

首先我們先來了解一下什么是HTML Canvas？

我們可以在HTML中使用屬性width和height來定義Canvas。但是實現Canvas的相關功能主要還依賴于Javascript實現，即HTML5 Canvas API。我們使用javascript來訪問和控制Canvas相關的區域，比如調用相關繪圖的方法，用來動態的生成需要的動畫或者圖形。

接下來我們來看看canvas的特性：

互動性：Canvas支持互動，可以很好的響應用戶的操作，我們可以通過Javascript來監鍵盤，鼠標，及其觸摸設備相關事件。

動畫：任何被canvas繪制的圖形都可以添加動畫，簡單的彈跳球或者復雜的HTML5游戲都可以實現

靈活性：開發人員可以使用Canvas來繪制任何的內容，比如，直線，圖形，文字，圖片等，可以包含動畫或者不包含。同時你可以添加音頻或者視頻瀏覽器支持：幾乎所有的現代瀏覽器都支持，并且被廣泛的各種設備支持，例如，桌面，平板，智能手機等等。

流行度：canvas目前很流行，很多的開發人員都使用它來開發類似游戲或者繪圖類應用

web標準：只需要有瀏覽器就可以運行，而非flash或者silverlight，需要安裝相關的插件

開發一次，任何瀏覽器都可以運行（當然，不包括老式瀏覽器）

可以使用免費擁有大量的開發工具及其類庫。

使用HTML5 Canvas我們能開發那些相關產品或者應用呢？

1 可視化數據：各類統計圖表，比如:百度的echart

2 場景秀：用Canvas實現動態的廣告效果能夠非常融洽的跨平臺運行。如:手機中微產品.在移動端兼容性很好。

3 游戲：canvas在基于Web的圖像顯示方面比Flash更加立體、更加精巧，canvas成為HTML5小游戲開發首選。現階段h5做游戲,營業方式不是很明確. 25 超棒的 HTML5 Canvas 游戲。

4 其他可嵌入網站的內容 (多用于活動頁面、特效)：類似圖表、音頻、視頻，還有許多元素能夠更好地與Web融合，并且不需要任何插件。

5 趨勢=> 模擬器：無論從視覺效果還是核心功能方面來說，模擬器產品可以完全由JavaScript來實現。模擬真實硬件環境,如移動端各種類型手機.

6 趨勢=> 遠程計算機控制： Canvas可以讓開發者更好地實現基于Web的數據傳輸，構建一個完美的可視化控制界面。

7 趨勢=> 圖形編輯器： Photoshop圖形編輯器將能夠100%基于Web實現。

如何使用HTML5 Canvas？

使用HTML5 canvas其實非常簡單，每一個canvas都擁有一個上下文（context）。使用它你可以來調用相關的畫布方法。

<p>您的瀏覽器不支持HTML5 Canvas</p>

</canvas>

以上代碼我們在HTML中添加了一個canvas標簽，如果瀏覽器不支持canvas，會顯示<p>標簽的內容，當然，如果你需要支持老式瀏覽器你也可以使用flash或者其它方法來做一個替代的解決方案。

var canvas=document.getElementById('mycanvas'),

context=canvas.getContext('2d');

以上代碼我們通過canvas取到2D的context。

在HTML5 Canvas的2D結構中，坐標（0,0）在左上方，這和傳統的坐標不太一樣。大家需要注意一下，如下圖所示：

下面來說一下canvas的API：

canvas的主要屬性和方法：

save():保存當前環境的狀態

restore():返回之前保存過的路徑狀態和屬性

createEvent()

getContext():返回一個對象，指出訪問繪圖功能必要的API

toDateURL():返回canvas圖像的URL

顏色、樣式和陰影屬性和方法：

fillStyle:設置或返回用于填充繪畫的顏色、漸變或模式

strokeStyle:設置或返回用于筆觸的顏色、漸變或模式

shadowColor:設置或返回用于陰影的顏色

shadowBlur:設置或返回用于陰影的模糊級別

shadowOffsetX:設置或返回陰影距形狀的水平距離

shadowOffsetY:設置或返回陰影距形狀的垂直距離

createLinearGradient():創建線性漸變（用在畫布內容上）

createPattern():在指定的方向上重復指定的元素

createRadialGradient():創建放射狀/環形的漸變（用在畫布內容上）

addColorStop():規定漸變對象中的顏色和停止位置

線條樣式屬性和方法

lineCap:設置或返回線條的結束端點樣式

lineJoin:設置或返回兩條線相交時，所創建的拐角類型

lineWidth:設置或返回當前的線段寬度

miterLimit:設置或返回最大斜接長度

Canvas的API-路徑方法

fill():填充當前繪圖(路徑)

stroke():繪制已定義的路徑

beginPath():起始一條路徑，或重置當前路徑

moveTo():把路徑移動到畫布中的指定點，不創建線條

closePath():創建從當前點回到起始點的路徑

lineTo():添加一個新點，創建從該點到最后指定點的線條

clip():從原始畫布剪切任意形狀和尺寸的區域

quadraticCurveTo():創建二次貝塞爾曲線

bezierCurveTo():創建三次貝塞爾曲線

arc():創建弧/曲線（用于創建圓形或部分圓）

arcTo():創建兩切線之間的弧/曲線

isPointInPath():如果指定的點位于當前路徑中，返回布爾值

Canvas的API-轉換方法

scale():縮放當前繪圖至更大或更小

rotate():旋轉當前繪圖

translate():重新映射畫布上的（0，0）位置

transform():替換繪圖的當前轉換矩陣

setTransform():將當前轉換重置為單位矩陣，然后運行transform（）

Canvas的API-文本屬性和方法

font:設置或返回文本內容的當前字體屬性

textAlign:設置或返回文本內容的當前對齊方式

textBaseline:設置或返回在繪制文本時使用的的當前文本基線

fillText():在畫布上繪制"被填充的"文本

strokeText():在畫布上繪制文本（無填充）

measureText():返回包含指定文本寬度的對象

Canvas的API-圖像繪制方法

drawImage():向畫布上繪制圖像、畫布或視頻

Canvas的API-像素操作方法和屬性

width:返回ImageData對象的寬度

height:返回ImageData對象的高度

data:返回一個對象，其包含指定的ImageData對象的圖像數據

createImageData():創建新的、空白的I馬哥Data對象

getImageData():返回ImageData對象，該對象為畫布上指定的矩形復制像素數據

putImageData():把圖像數據（從指定的ImageData對象）放回畫布上

Canvas的API-圖像合成屬性

globalAlpha:設置或返回繪圖的當前alpha或透明值

globalCompositeOperation:設置或返回新圖像如何繪制到已有的圖像上

快速高效的創建HTML5畫布圖形？

直接使用Canvas來繪制圖形相對來說比較乏味并且麻煩，所以在現代的HTML5 Canvas中我們使用一些現成的第三方類庫幫助我們多快好省的實現圖形繪制的功能：Echart.js

html5創建canvas的方式來建構網頁框架，這樣可以完全擺脫前端設計思路，只要會js就可以創建一個使用HTML5、JavaScript和Canvas的網頁架構。基本步驟如下：

創建HTML結構在HTML文件中，首先需要定義一個<canvas>元素作為繪圖區域。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Canvas繪圖實例</title>
</head>
<body>
    <canvas id="myCanvas" width="800" height="600"></canvas>
    <!-- 根據需求可以設置canvas的寬高 -->
    <script src="scripts/main.js"></script>
    <!-- 引入外部或內聯的JavaScript文件 -->
</body>
</html>

初始化Canvas上下文在JavaScript文件（例如上面引用的main.js）中，獲取到<canvas>元素，并創建繪圖環境（即2D渲染上下文）。

// main.js
window.onload=function() {
    var canvas=document.getElementById('myCanvas');
    var context=canvas.getContext('2d');

    // 現在你可以使用context進行繪制
    // 示例：繪制一個紅色矩形
    context.fillStyle='red';
    context.fillRect(50, 50, 100, 100);
};

添加交互與動畫使用JavaScript來處理用戶的交互事件，比如鼠標點擊、移動等，并根據需要創建動畫效果。這通常涉及監聽事件和使用requestAnimationFrame函數來實現連續的幀更新。

// 添加鼠標點擊事件監聽器
canvas.addEventListener('mousedown', handleMouseDown);

function handleMouseDown(event) {
    // 獲取鼠標點擊位置
    var rect=canvas.getBoundingClientRect();
    var x=event.clientX - rect.left;
    var y=event.clientY - rect.top;

    // 在點擊的位置繪制一個點
    context.beginPath();
    context.fillStyle='blue';
    context.arc(x, y, 10, 0, Math.PI * 2);
    context.fill();
}

// 創建動畫函數
function draw() {
    // 清除畫布重新繪制（可選）
    context.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);

    // 這里執行你的動畫邏輯，比如移動對象或更改圖形狀態

    // 請求下一幀動畫
    requestAnimationFrame(draw);
}

// 啟動動畫
draw();

進階功能您還可以結合更多的HTML5特性，如Web Workers、WebGL（用于3D圖形）、觸摸事件支持等來增強您的應用。如果你需要更復雜的交互和動畫，可能還需要額外的庫，比如Hammer.js處理觸摸手勢，或Three.js處理3D Canvas內容。

通過上述步驟，您將能夠創建一個基礎的、具有交互式圖形的HTML5+JavaScript+Canvas網頁架構。根據實際需求進一步擴展代碼以完成具體的應用場景。

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