Canvas学习：线型
在绘制线段一文中，了解到如何在Canvas中绘制线段。虽然使用Canvas中API可以很轻松的绘制出线段，但里面还是有不少的细节需要了解。这篇文章咱们就来了解线段中的线型。
Canvas中的线型主要包括线宽、线段端点和线段连接点三个部分。那么咱们先来了解线宽。
线宽
通过前面的示例，我们不难发现，在Canvas中通过lineWidth属性来定义线段的粗细。我们可以给其明确指定一个value值，在没有显式设置lineWidth的值时，为以默认值1来确定线段的粗细。
那什么叫线宽呢？在Canvas中，线宽是指给定路径的中心到两边的粗细。换句话说就是在路径的两边各绘制线宽的一半。因为画布的坐标并不和像素直接对应，当需要获得精确的水平或垂直线的时候要特别注意。
想要获得精确的线条，必须对线条是如何绘制出来的有所理解。比如下图，用网格来代表canvas的坐标格，每一格对应屏幕上一个像素点。在左侧图中，填充了(2,1)至5,5的矩形，整个区域的边界刚好落在像素边缘上，这样得到的矩形有着清晰的边缘。如果你想要绘制一条从(3,1)至(3,5)，宽度是1.0的线条，就会得到下图中间图一样的结果。实际填充区域（深蓝色部分）仅仅延伸至路径两旁各一半像素，而这半个像素以会以近似的方式进行渲染，这意味着那些像素只是部分着色，结果就是以实际笔触颜色一半色调的颜色来填充整个区域（浅蓝和深蓝的部分）。这就是上例中为何宽度为1.0的线并不准确的原因。要解决这个问题，必须对路径施予更加精确的控制。已经知道1.0的线条会在路径两边各延伸0.5个像素，那么像下图最右侧的那样绘制的线条（从(3.5,1)至(3.5，5)），其边缘正好落在像素边界，填充出来就是准确的宽为1.0的线条。
特别注意，在Canvas中绘制
1个像素的线条时，坐标位置需要错开0.5个像素。
另外在Canvas中绘制路径（线段）时，后面显式设置的lineWidth会覆盖前面的值。比如：
function drawScreen () {
ctx.strokeStyle = "red";
ctx.lineWidth = 4;
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(30,30);
ctx.lineTo(300,30);
ctx.stroke();
ctx.lineWidth = 40;
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(30,60);
ctx.lineTo(300,60);
ctx.stroke();
}
线段端点
在绘制线段时，可以控制线段端点，这个线段端点也称为线帽。在Canvas的绘图环境中，控制线段端点绘制有一个属性叫CanvasRenderingContext2D.lineCap。
CanvasRenderingContext2D.lineCap有三个值：butt、round和square，其中默认的值是butt。
butt：线段末端以方形结束round：线段末端以圆形结束square：线段末端以方形结束，但是增加了一个宽度和线段相同，高度是线段厚度一半的矩形区域
来看一个小示例：
ctx.lineWidth = 30;
ctx.beginPath();
ctx.lineCap = 'butt';
ctx.moveTo(30,30);
ctx.lineTo(400,30);
ctx.fillText('butt', 410, 40);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.lineCap = 'round';
ctx.moveTo(30,100);
ctx.lineTo(400,100);
ctx.fillText('round', 430, 110);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.lineCap = 'square';
ctx.moveTo(30,180);
ctx.lineTo(400,180);
ctx.fillText('square', 430, 190);
ctx.stroke();
上图中，两条蓝色线突出的部分就是在Canvas中所谓的线帽，也就是线段端点。
你可以通过下面的示例，选择表单对应的值，能看到lineCap的效果：
线段连接点
在Canvas中绘制路径（线段），它总有可能会有相连的部分，比如说绘制的一个矩形。那么每两条线段相交的点就是线段的连接点。那么在Canvas中怎么控制线段连接点效果呢？在Canvas中，可以通过CanvasRenderingContext2D.lineJoin来控制。
CanvasRenderingContext2D.lineJoin同样有三个值：round、bevel和miter，其中miter是其默认值。
round：通过填充一个额外的，圆心在相连部分末端的扇形，绘制拐角的形状。圆角的半径是线段的宽度bevel：在相连部分的末端填充一个额外的以三角形为底的区域，每个部分都有各自独立的矩形拐角miter：通过延伸相连部分的外边缘，使其相交于一点，形成一个额外的菱形区域。这个设置可以通过miterLimit属性看到效果
来看一个小示例：
function drawScreen () {
ctx.font = "24px Arial";
ctx.strokeStyle = "#f9f";
ctx.lineWidth = 30;
ctx.beginPath();
ctx.lineJoin = 'miter';
ctx.moveTo(30,50);
ctx.lineTo(120,50);
ctx.lineTo(120,280);
ctx.fillText('miter', 40, 20);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.lineJoin = 'round';
ctx.moveTo(180,50);
ctx.lineTo(280,50);
ctx.lineTo(280,280);
ctx.fillText('round', 200, 20);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.lineJoin = 'bevel';
ctx.moveTo(350,50);
ctx.lineTo(450,50);
ctx.lineTo(450,280);
ctx.fillText('bevel', 370, 20);
ctx.stroke();
}
lineJoin相对于lineCap要更为复杂一点点。咱们来看下面这张图：
先来看bevel值，两条线段相交的时候，将会用一条直线来连接两个拐角外部的点，使之构成一个三角形。miter的效果和bevel有点类似，只是它还会再画一个三角形，使两个线段的接合处变为一个矩形。而round会使两个线段的拐角处就会画上一段填充好的圆弧。
来看一个动态示例：
只不过取值为miter时，还可以指定一个miterLimit属性，表示连接点（矩形的斜线）计算方式。斜线的长度与二分之一线宽的比值。如下图所示：
其实这个斜线的长度就是一个直角三角形的边长。
function drawScreen () {
ctx.strokeStyle = "#f9f";
ctx.lineWidth = 30;
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(10,60);
ctx.lineTo(140,60);
ctx.lineTo(140,280);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(250,100);
ctx.lineTo(450,80);
ctx.lineTo(300,280);
ctx.stroke();
}
从上面的示例效果中可以看出，如果两个线段夹角很小的话，那么斜线的长度有可能会变得非常长。如果斜线太长，其比值（也就是斜线长度除以二分之一的线宽）就超过了你所指定的miterLimit值，这个时候浏览器就会以bevel的方式来处理两个线段的连接点。
比如，miterLimit默认值为10， 如果2条线相交之后miter的值小于这个miterLimit值， 则 ctx.lineJoin = 'miter' 将自动转换成 ctx.lineJoin = 'bevel'。
小结一下
CanvasRenderingContext2D对象中与线段绘制相关的属性，也就是我们今天所说线型相关的属性：
| 属性 | 描述 | 取值 | 默认值 |
|---|---|---|---|
lineWidth |
设置线段宽度 | 非零的正数 | 1.0 |
lineCap |
控制线段端点如何绘制 | butt、round、square |
butt |
lineJoin |
控制线段连接点如何绘制 | miter、round、bevel |
miter |
miterLimit |
斜线长度与二分之一线宽的比值 | 非零的正数 | 10.0 |
具体的效果：
实例：绘制五角星
最后来安利一个如何使用路径（线段）绘制一个五角星。绘制一个五角星，其最要的是分析五角星的各个顶点的坐标，要得到这五个顶点坐标，要使用到一定的数学知识（其实在Canvas中，数学知识还是很重要的，后面我们会专门来聊这部分内容）。但是浏览器中的坐标系统和数学中的坐标系统有点不一样，具体有何不同，可以阅读前面分享的Cavnas坐标系统一文。
那我们还是回到怎么画五角星这里。在具体绘制五角星之前，先上一张图，这张图能更好的帮助我们分析如何绘制五角星。别的不说，先看图：
上图已经告诉我们怎么通过数学公式得到五角星的五个坐标点：
- 五角星五个顶点，相连两个顶点之间的夹角为(
360° / 5 = 72°)，但浏览器中是使用弧度计算角度的，所以需要将角度转换为弧度：Math.sin(72 / 180) * Math.PI - 五角星由内部一个小圆和外部一个大圆构成
- 以五角星中心为坐标原点，右上角为第一个点，逆时针旋转，外层圆初始角度为
18°，内部小圆初始角度为18°+36°=54° - 不同圆下一个角度都相差
72°
看实例代码：
function drawScreen () {
ctx.strokeStyle = "red";
ctx.lineWidth = 10;
ctx.beginPath();
// i => 五角星五个点
// 100 => 外圆半径
// 50 => 内圆半径
// 200, 100 => 圆心位置
for (var i = 0; i < 5; i++) {
ctx.lineTo(
Math.cos( (18 + 72*i)/180 * Math.PI ) * 100 + 200,
-Math.sin( (18 + 72*i)/180 * Math.PI ) * 100 + 120
);
ctx.lineTo(
Math.cos( (54 + 72*i)/180 * Math.PI ) * 50 + 200,
-Math.sin( (54 + 72*i)/180 * Math.PI ) * 50 + 120
);
}
ctx.closePath();
ctx.stroke();
}
效果如下：
可以将上面的代码封装一下，根据上面的示例，我们可以提取绘制五角星的五个参数：
ctx：Canvas里绘图环境R：大圆半径r：小圆半径x,y：圆心坐标值
将它封装成一个drawStar()函数，并且把这个五个参数传给这个函数：
function drawStar(ctx, x, y, R, r) {
ctx.beginPath();
for (var i = 0; i < 5; i++) {
ctx.lineTo(
Math.cos((18 + i * 72) / 180 * Math.PI) * R + x,
-Math.sin((18 + i * 72) / 180 * Math.PI) * R + y
);
ctx.lineTo(
Math.cos((54 + i * 72) / 180 * Math.PI) * r + x,
-Math.sin((54 + i * 72) / 180 * Math.PI) * r + y
);
}
ctx.closePath();
ctx.stroke();
}
然后在直接调用这个已封装的函数：
function drawScreen () {
ctx.strokeStyle = "red";
ctx.lineWidth = 10;
drawStar(ctx, 200, 120, 100, 50);
}
最终效果是一样的：
到这里，是不是想到可以绘制一面中国国旗的效果，那么还需要一个旋转的功能。
将上面的封装函数，添加一个rotation参数：
function drawStar(ctx, x, y, R, r， rotation = 0) {
ctx.beginPath();
for (var i = 0; i < 5; i++) {
ctx.lineTo(
Math.cos ( (18 + i*72 - rotation) / 180 * Math.PI ) * R + x,
-Math.sin( (18 + i*72 - rotation) / 180 * Math.PI ) * R + y
);
ctx.lineTo(
Math.cos ( (54 + i*72 - rotation) / 180 * Math.PI ) * r + x,
-Math.sin( (54 + i*72 - rotation) / 180 * Math.PI ) * r + y
);
}
ctx.closePath();
ctx.stroke();
}
那具体怎么画出一面中国国旗的效果，自己动手吧。
总结
这篇主要介绍了Canvas中线型的一些属性，比如说通过lineWidth来控制线段的粗线，lineCap来控制线段端点的绘制方式，lineJoin控制线段连接处的绘制方式。最后绘制了一个五角星的实例，当然还提到了绘制国旗，在这个我们用到了一个fillRect(x,y,width,height)的方法，绘制了矩形（当然，我们使用路径也可以绘制一个矩形）。使用这个方法绘制矩形是如此的方便与简单，那么怎么绘制矩形呢？我们将在下一节上来聊。如果感兴趣的话，欢迎持续关注相关更新。
大漠
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