Canvas学习：Canvas里的坐标系统
上一节我们做好了使用Canvas的准备工作，但并没有深入的介绍如何使用Canvas，比如怎么绘制图形，怎么做Canvas动画等。但并不用着急，随着我们后面的深入学习，这一切都会知道的。在深入学习之前，我们有必要先了解Canvas里的坐标系统。那么这一节，就先来了解Canvas的坐标系统。
笛卡坐标系
在数学里，我们学过一种坐标系统，叫作笛卡坐标系（Cartesian Coordinate system），这个坐标系统也称为直角坐标系，是一种正交坐标系。
二维的直角坐标系是由两条相互垂直、0点重合的数轴构成的。在平面内，任何一点的坐标是根据数轴上对应的点的坐标设定的。在平面内，任何一点与坐标的对应关系，类似于数轴上点与坐标的对应关系。
有关于笛卡坐标系详细介绍可以在维基百科中了解。
可能你对笛卡坐标系有了一定的了解，咱们在此基础上来看一个简单的示例，比如下图：
你可以看到，每个点都有一双与之关联的值。这些被称为坐标点，通常表示为(x,y)。x位于水平轴上，y位于垂直轴上。其中(0,0)点是坐标原点。x轴从原点向右方向为正值，反之为负值，y轴从原点向上为正值，反之为负值。
正如上图所示，(2,3)表示x = 2，y=3。我们从坐标原点，沿x轴向右2格位置处画一条与y轴平行的线；另外沿y轴向上3格位置处画一条与x轴平行的线。这两条线交汇处就是(2, 3)的坐标点。
是不是很好理解。
Web中的坐标系统
上面是我们印象中的数学坐标系统，但在Web页面中，或者说我们的浏览器中也有一个坐标系统。只是他和我们数学中的坐标系统不一样。Web的坐标系统的原点是在屏幕（浏览器屏幕）的左上角。如下图所示：
同样的它有两个坐标轴，x轴（水平轴）和y轴（垂直轴）。两轴的交汇点（左上角）为坐标原点(0,0)。原点沿x轴向右是正值，原点沿y轴向下是正值。
这看上去和笛卡坐标有点不一样。没有显式的x轴负值和y轴负值。其实在Web的坐标系统中一样可以使用负坐标，只不过有可能会跑到屏幕外面，让人看不到。
当然这也不是说所有情况都是不可以见的。如果一个容器div里的另一个元素做x和y负值的移动，容器div如未做overflow:hidden处理，他在屏幕中是可见的。这方面就在这不做过多的阐述。
这似乎并没有讲到我们今天要说的主题。是不是有点等不及了，那接着往下看吧。
Canvas坐标系统
上一篇文章中简单的提到过，在Canvas中有2D和3D之分，可以通过getContext('2d')让Canvas得到一个2D环境。言外之意，它还有一个3D环境。只不过我们现在只聊Canvas中的2D。这样一来，在Canvas中坐标系统也是有分的。
在Canvas中2D环境中其坐标系统和Web的坐标系统是一致的。坐标原点(0,0)在<canvas>画布的的左上角。同样的分为x和y两个轴。x轴向右为正值，y轴向下为正值。同样在canvas中，是没有办法直接看到。但同样，在canvas中使用负坐标不会导致canvas不能使用，只不过会移到canvas画布的外面。
比如，我们在drawScreen ()函数中绘制一个矩形（这个drawScreen()函数是我们为Canvas应用程序封装的一个函数，详细的可以看上一篇文章的介绍）：
function drawScreen () {
ctx.fillStyle = '#f36';
ctx.fillRect(15,15,20,20);
}
上面的代码，我们在canvas画布中以坐标(15,15)（注意，这里的单位是px）绘制了一个宽度和高度都为20px的红色矩形。如果用一个坐标系统来表示的话类似下图：
在canvas画布中要画出图案之前，我们必须知道我们会在哪个地方画出图案。就如上图所示。在Canvas的坐标系统中，其两轴的坐标单位都是px。
是不是很简单。不过在canvas除了默认的坐标系统之外，还有一个概念叫Canvas坐标系转换。那什么叫做Canvas坐标系转换，这里不做阐述，因为要阐述清楚这个概念，我们需要用一节内容专门来阐述。后面我们会花一节内容专门来介绍这个概念。
3D坐标系统
前面也说过了，Canvas除了一个2D环境之外还有一个3D环境。既然2D有坐标系统，其实3D环境也有坐标系统。而这个坐标称为3D坐标系统。
3D坐标系统多了一个z轴，用来描述深度。比如说一个物体在绘制时，在屏幕之内或之外多远的距离。这里简单的介绍一下3D坐标系统。
正如下图所示，x轴从左向右在水平方向延展，y轴纵向延展，z轴的正值从屏幕中穿出。如果你熟悉2D坐标系统的概念，那么过渡到3D坐标系统会相当直观容易。
使用Canvas绘制一个坐标系统
前面介绍了Canvas中的坐标系统。那么我们来看看怎么使用canvas来绘制一个坐标系统。虽然我们还没有学怎么使用Canvas来画图形相关的知识，但不用担心，我们后面会学到的。本文介绍的这个示例，是用来展示一下坐标系统，虽然还不知道怎么画图形，但只要知道这样就画出图形就可以了。其实这也是为了下一篇文章做一个简单的铺垫，让你对Canvas的学习充满好奇心。
别的不多说了，直接上代码，代码中做了一些简单的注释：
function drawScreen () {
// 横线与竖线的是距
var dx = 50;
var dy = 50;
// 初始坐标原点
var x = 0;
var y = 0;
var w = myCanvas.width;
var h = myCanvas.height;
// 单个步长所表示的长度
var xy = 10;
ctx.lineWidth = 1;
// 画横线
while (y < h) {
y = y + dy;
ctx.moveTo(x, y);
ctx.lineTo(w, y);
ctx.stroke();
//横坐标的数字
ctx.font = "1px Calibri";
ctx.fillText(xy, x, y);
xy += 10;
}
// 画竖线
y =0;
xy =10;
while (x < w) {
x = x + dx;
ctx.moveTo(x, y);
ctx.lineTo(x,h);
ctx.stroke();
//纵坐标的数字
ctx.font = "1px Calibri";
ctx.fillText(xy,x,10);
xy+=10;
}
}
最终效果如下：
总结
在Canvas中的画布上绘制图案之前，我们必须要知道我们会在哪个地方画出图案。如此一来，我们就必须先了解Canvas的坐标系统，因为只有知道了Canvas的坐标系统，我们会知道图案会在画布中那个地方展示出来。
Canvas具有两个环境，一个是2D环境，另一个是3D环境。因为我们主要了学的是Canvas中2D相关的知识。在Canvas中的2D环境中，其坐标系统和我们的Web坐标系统（浏览器坐标系统）是一样的。坐标原点(0,0)在画布的左上角位置处。沿x轴向右为正值，没y轴向下为正值。在Canvas中，坐标点也可以是负值，如果为负值是，坐标会移到画布的外面。另外，在Canvas中其两轴坐标单位都是px。
现在我们对Canvas的2D坐标系统有了一定的了解，也为后续在画布中绘制图案打下了基础。在接下来的学习中，我们将学习如何在画布中绘制各种图形。如果你感兴趣的话，请持续关注后续相关更新。
大漠
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