Canvas学习：封装Canvas绘制基本图形API
到今天这节是有关于在Canvas中绘制图形部分的最后一篇文章。从前面的文章中我们了解到，通过Canvas中的CanvasRenderingContext2D对象中的属性和方法，我们可以很轻松的绘制出一些基本图形，比如直线、弧线、矩形、圆形、三角形等。但有很多基本图形的绘制是没有现成的方法，需要通过CanvasRenderingContext2D对象中的属性和方法组合在一起才能绘制出来，比如说点划线、箭头和正多边形等。为了更好的帮助大家在Canvas中绘制这些基本图形，可以将这些基本图形的绘制封装起来。今天这篇文章，我们主要来看看怎么将这些函数封装。
回忆前面的内容
Canvas学习系列到目前为止已整理的都是关于基本图形绘制相关的知识，主要涵盖：
- Canvas入门准备
- Canvas里的坐标系统
- Canvas坐标变换
- Canvas自定义的坐标变换
- Canvas绘制线段
- Canvas线型
- Canvas状态：
save()和restore() - Canvas绘制矩形
- Canvas绘制圆和圆弧
- Canvas绘制贝塞尔曲线
- Canvas绘制虚线和圆点线
- Canvas绘制箭头
- Canvas绘制正多边形
如果您和我一样初次接触Canvas，建议您先花一定的时间阅读上面这些文章，有助于您更好的理解下面的内容。
Canvas绘图相关属性和方法
<canvas>元素有一个getContext()方法，这个方法可以用来获取上下文和它的绘画功能。getContext()只有一个参数，上下文的格式。我们目前学习的上下文环境都是一个2D环境，所以我们所说的也是对于2D图像而言。它具CanvasRenderingContext2D对象。这个对象包括一些绘制图形方法和设置图形样式的属性。
状态
CanvasRenderingContext2D渲染环境包含了多种绘图的样式状态（属性有线的样式、填充样式、阴影样式、文本样式等），其中该对象提供了两个方法，能帮助我们更好的使用好这些状态：
CanvasRenderingContext2D.save()：使用栈保存当前的绘画样式状态，你可以使用CanvasRenderingContext2D.restore()恢复任何改变CanvasRenderingContext2D.restore()：恢复到最近的绘制样式状态，此状态是通过CanvasRenderingContext2D.save()保存到”状态栈“中最新的元素
有关于这方面的详细介绍可以阅读Canvas状态：save()和restore() 一文。
变换
CanvasRenderingContext2D渲染背景中的对象会有一个当前的变换矩阵，一些方法可以对其进行控制。当创建当前的默认路径、绘制文本、图形等会应用此变换矩阵。
CanvasRenderingContext2D.rotate(rad)：在变换矩阵中增加旋转，角度变量表示一个顺时针旋转角度，并且用弧度表示CanvasRenderingContext2D.scale(sx, sy)：根据sx水平方向和sy垂直方向，为Canvas单位添加缩放变换CanvasRenderingContext2D.translate(dx,dy)：通过在网格中移动Canvas和Canvas原点dx水平方向、原点dy垂直方向，添加平移变换CanvasRenderingContext2D.transform(a, b, c, d, e, f)：使用方法参数描述的矩阵多次叠加当前的变换矩阵CanvasRenderingContext2D.setTransform(a, b, c, d, e, f)：重新设置当前的变换为单位矩阵，并使用同样的变量调用CanvasRenderingContext2D.transform(a, b, c, d, e, f)方法CanvasRenderingContext2D.resetTransform()：使用单位矩阵重新设置当前的变换
有关于Canvas中的变换涉及到了Canvas的坐标系统相关知识，建议您阅读前面介绍的Canvas里的坐标系统、Canvas坐标变换和Canvas自定义的坐标变换三篇文章。
线型
CanvasRenderingContext2D提供了相关的方法和属性控制如何在Cavnas画布中绘制线的样式风格：
CanvasRenderingContext2D.lineWidth：线的宽度，默认值1.0CanvasRenderingContext2D.lineCap：线末端的类型。允许的值：butt（默认值）、round和squareCanvasRenderingContext2D.lineJoin：定义两线相交拐点的类型。允许值：miter（默认值）、round和bevelCanvasRenderingContext2D.miterLimit：斜接面限制比例，默认10
有关于这几个属性的详细介绍，可以阅读Canvas绘制线段和Canvas线型。
填充和描边
填充和描边有对应的属性和方法。其中属性主要用于填充设计用于图形内部的颜色和样式，描边设计用于图形的边线；方法主要用于填充路径和描边路径：
CanvasRenderingContext2D.fillStyle：图形内部的颜色和样式（填充），默认#000CanvasRenderingContext2D.strokeStyle：图形边线的颜色和样式（描边），默认#000CanvasRenderingContext2D.fill()：使用当前的样式填充子路径CanvasRenderingContext2D.stroke()：使用当前的样式描边子路径
路径
Canvas的CanvasRenderingContext2D对象中用于操作路径的方法主要有：
CanvasRenderingContext2D.beginPath()：清空子路径列表开始一个新的路径。当你想创建一个新的路径时，调用此方法CanvasRenderingContext2D.closePath()：使笔点返回到当前子路径的起始点。它尝试从当前点到起点绘制一条直线。如果图形已经是封装的或者只有一个点，那么此方法不会做任何操作CanvasRenderingContext2D.moveTo(x, y)：将一个新的子路径的起始点移动到(x, y)坐标CanvasRenderingContext2D.lineTo(x, y)：使用直线连接子路径的最后的点到(x, y)坐标CanvasRenderingContext2D.bezierCurveTo(cp1x, cp1y, cp2x, cp2y, x, y)：添加一个三次贝塞尔曲线路径。该方法需要三个点。 第一、第二个点是控制点，第三个点是结束点。起始点是当前路径的最后一个点，绘制贝赛尔曲线前，可以通过调用moveTo()进行修改CanvasRenderingContext2D.quadraticCurveTo(cpx, cpy, x, y)：添加一个二次贝塞尔曲线路径CanvasRenderingContext2D.arc(x, y, r, startAngle, endAngle, [anticlockwise])：绘制一段圆弧路径，圆弧路径的圆心在(x,y)位置，圆弧的半径为r，根据anticlockwise指定圆弧的方向从startAngle开始绘制，到endAngle结束（也就是旋转方向，默认为顺时针）CanvasRenderingContext2D.arcTo(x1, y1, x2, y2, radius)：根据控制点和半径绘制圆弧路径，使用直线连接前一个点CanvasRenderingContext2D.rect(x,y,width,height)：创建一个矩形路径，矩形的起始点位置是(x, y)，尺寸为width和height
这些路径方法可以帮助我们在Canvas中绘制直线、曲线、弧线，贝塞尔曲线、圆、矩形，甚至结合这些路径方法，可以绘制出其他的图形，比如矩形、多边形，三角形或者其他的复杂图形。这些方法也是绘制图形的基本方法，也是核心方法，只有更好的掌握这些方法，才能更好的在Canvas中绘制出你自己想要的图形。
有关于这些方法的使用，在下面这些文章都有详细介绍过：
绘制矩形
在Canvas中除了可以使用CanvasRenderingContext2D对象中路径方法绘制之外，还专门提供了几个方法来绘制矩形：
CanvasRenderingContext2D.clearRect(x, y, width, height)：设置指定矩形区域内（以(x,y)为起点，范围是(width, height)）所有像素变成透明，并擦除之前绘制的所有内容CanvasRenderingContext2D.fillRect(x, y, width, height)： 绘制填充矩形，矩形的起点在(x, y)位置，矩形的尺寸是width和heightCanvasRenderingContext2D.strokeRect(x, y, width, height)：在Canvas中，使用当前的绘画样式，描绘一个起点在(x, y)位置，尺寸为width和height的矩形
前面我们专门花了一节的内容：Canvas绘制矩形来介绍这几个方法的使用。
封装绘图的API
虽然Canvas中的CanvasRenderingContext2D对象有很多方法和属性能帮助我们绘不同的图形，但如果你的工作每天都跟图形打交道的话，建议你使用这些方法和属性封装出绘图的函数或者方法。在接下来的内容我们来看看怎么封装绘制基本图形的函数。
首先回想一下，我们常常碰到的基本图形有：线段（分别，实现、虚线和圆点线）、箭头、弧线、圆、矩形、扇形和正多边形等。那下面的内容就是来看看怎么写代码。
声明环境
在Canvas中都有一个2D的绘图环境，那么我们可以简单的封装一个initDrawCanvas()函数来处理：
// 声明Canvas对象
var canvas;
// 声明Context对象
function initDrawCanvas(canvas, ctx) {
this.canvas = canvas;
this.ctx = ctx;
}
线段
线段我们主要常看到的有实线（Solid）、虚线（Dashed）和圆点线（Dotted）。在学习几何知识时，我们知道，两点确定一条线段。那么在我们封装的函数中，我们需要两个点的坐标，比如起始点坐标(startX, startY)和结束点坐标(endX, endY)。另外为了更好的通过封装的函数控制绘制的线段，我们还需要设置线段的宽度和颜色，也就是需要另外两个参数，比如使用lineWidth来传线宽，color传线段的颜色。
前面也说了，线段分为三种，也就是说我们封装的函数也封装成三个，比如：
- 实线线段：
drawSolidLine() - 虚线线段：
drawDashedLine() - 圆点线段：
drawDottedLine()
通过前面的知识，我们可以使用moveTo()和lineTo()两个方法来控制线段的起点和终点，另外lineWidth和fillStyle（或者strokeStyle）控制线段粗线和颜色。如此一来，我们可以这样来写drawSolidLine()函数：
// 绘制实线线段
// @param {Number} startX - 线段起点x轴坐标
// @param {Number} startY - 线段起点y轴坐标
// @param {Number} endX - 线段终点x轴坐标
// @param {Number} endY - 线段终点y轴坐标
// @param {Number} lineWidth - 线宽
// @param {String} color - 线颜色
function drawSolidLine(startX, startY, endX, endY, lineWidth, color){
ctx.save();
ctx.strokeStyle = color;
ctx.lineWidth = lineWidth;
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(startX, startY);
ctx.lineTo(endX, endY);
ctx.stroke();
ctx.restore();
}
对于虚线的绘制，在Canvas的对象中提供了一个setLineDash()方法，在这个方法中，我们可以传递一个数组，来控制虚线的间距和长度。在drawSolidLine()基础上我们进行一下扩展，来封装drawDashedLine()函数：
// 绘制虚线
// @param {Number} startX - 线段起点x轴坐标
// @param {Number} startY - 线段起点y轴坐标
// @param {Number} endX - 线段终点x轴坐标
// @param {Number} endY - 线段终点y轴坐标
// @param {Array} setLineDash - 点划线间距
// @param {Number} lineWidth - 线宽
// @param {String} color - 线段颜色
function drawDashedLine(startX, startY, endX, endY, setLineDash, lineWidth, color) {
ctx.save();
ctx.lineWidth = lineWidth;
ctx.strokeStyle = color;
ctx.beginPath();
ctx.setLineDash(setLineDash);
ctx.moveTo(startX, startY);
ctx.lineTo(endX, endY);
ctx.closePath();
ctx.stroke();
ctx.restore();
}
对于圆点线绘制函数相对而言要较为复杂一点，因为在Canvas中没有提供一个类似setLineDash()方法，让我们来控制圆点的圆点大小以及间距。既然我们绘制的是圆点线，那么在Canvas中我们可以使用.arc()方法来绘制圆。如此一来就好办了：
// 绘制圆点线
// @param {Number} startX - 线段起点x轴坐标
// @param {Number} startY - 线段起点y轴坐标
// @param {Number} endX - 线段终点x轴坐标
// @param {Number} endY - 线段终点y轴坐标
// @param {Number} interval - 间隔
// @param {Number} radius - 圆点半径
// @param {String} color - 线段颜色
function drawDottedLine(startX, startY, endX, endY, radius, interval, color) {
if (!interval) {
interval = 5;
}
var isHorizontal = true;
if (startX == endX) {
isHorizontal = false;
}
var len = isHorizontal ? endX - startX : endY - startY;
ctx.strokeStyle = color;
ctx.fillStyle = color;
ctx.save();
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(startX, startY);
var progress = 0;
while (len > progress) {
progress += interval;
if (progress > len) {
progress = len;
}
if (isHorizontal) {
ctx.moveTo(startX + progress, startY);
ctx.arc(startX + progress, startY, radius, 0, Math.PI * 2, true);
ctx.fill();
} else {
ctx.moveTo(startX, endX + progress);
ctx.arc(startX, startY + progress, radius, 0, Math.PI * 2, true);
ctx.fill();
}
}
ctx.restore();
}
通过前面的知识，我们可以通过lineJoin和lineCap控制线型，但在上面的函数封装中，并没有做这方面相关的考虑。不过并不要紧，在实际使用可以通过ctx.lineJoin或ctx.lineCap来设置，当然你也可以修改上面的函数，将这个参数传进去。
矩形
在Canvas中可能通过rect()路径的绘制，也可以通过fillRect()和strokeRect()绘制矩形。使用这些方法绘制矩形都有相同的参数：
(x,y)：矩形起点坐标，也就是矩形左上角的坐标width：矩形的宽度height：矩形的高度
在绘制矩形我们有填充和描边矩形之分，另外在Canvas中可以直接使用fillRect()和strokeRect()来绘制。只不过Canvas中自带的方法只能绘制直角矩形，如果我们要绘制圆角矩形，那还是需要借用arcTo()方法来制作圆角。为了更好的区分直角矩形和圆角矩形，我们各自为他们封装了一个函数：
drawRect()：直角矩形drawRoundedRect()：圆角矩形
下面代码是各自函数对应的：
// 封装直角矩形
// 矩形包括： 填充矩形、边框矩形和清除矩形区域
// @param {Number} x - 矩形起点的x坐标
// @param {Number} y - 矩形起点的y坐标
// @param {Number} width - 矩形宽度
// @param {Number} height - 矩形高度
// @param {Boolean} isClear - 是否绘制清除画布的矩形区域； true则是绘制一个清除画布矩形区域, false就是绘制其他两种矩形
// @param {Boolean} isFill - 是否填充；true绘制填充矩形， false绘制边框矩形
// @param {String} color - 矩形颜色
function drawRect(x, y, width, height, isClear, isFill, color) {
// 为true表示绘制清除画布的矩形区域，那么传入的isFill，color值可以为任意值
if (isClear) {
ctx.clearRect(x, y, width, height);
} else {
if (isFill) {
ctx.fillStyle = color;
ctx.fillRect(x, y, width, height);
} else {
ctx.strokeStyle = color;
ctx.strokeRect(x, y, width, height);
}
}
}
其中isClear是一个布尔值，用来判断是否要绘制一个清除矩形区域，功能对应的是Canvas中的clearRect()方法。而isFill也是一个布尔值，用来判断是否绘制一个填充矩形还是描边矩形，如果值为true调用fillRect()绘制一个填充矩形，false则调用strokeRect()绘制一个描边矩形。最后传了一个color参数，用来控制矩形的填充颜色或者描边颜色。
从上面的代码中可以看出，绘制描边矩形时并没有设置边框的粗线，如果你绘制一个描边矩形时，需要设置边框粗组时，在实际调用时，可以借用ctx.lineWidth属性来设置。
注：drawRect()函数只能绘制填充或描边直角矩形，如果你需要绘制具有填充和描边的一个矩形时，上面的函数就无能为力了，当然你可以通过其他的方法来进行封装，这里就不做过多的阐述了。有兴趣的同学可以自己动手，比如封装一个xxx函数。
上面是封装绘制直角矩形的函数，接下来看圆角矩形的函数的封装。大致方法是类似的，只不过我们封装圆角矩形时，使用了arcTo()方法来实现圆角，而这个圆角弧度需要一个半径，所以在上面的直角矩形基础上再传一个radius参数：
// 绘制圆角矩形
// @param {Number} x - 矩形左上角x轴坐标
// @param {Number} y - 矩形左上角y轴坐标
// @param {Number} width - 矩形的宽度
// @param {Number} height - 矩形的高度
// @param {Number} radius - 矩形圆角的半径
// @param {Boolean} isFill - 是否绘制填充，true填充，false边框
// @param {String} color - 矩形的颜色
function drawRoundedRect(x, y, width, height, radius, isFill, color) {
ctx.save();
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(x + radius, y);
ctx.arcTo(x + width, y, x + width, y + radius, radius);
ctx.arcTo(x + width, y + height, x + width - radius, y + height, radius);
ctx.arcTo(x, y + height, x, y + height - radius, radius);
ctx.arcTo(x, y, x + radius, y, radius);
ctx.closePath();
if (isFill) {
ctx.fillStyle = color;
ctx.fill();
} else {
ctx.strokeStyle = color;
ctx.stroke();
}
ctx.restore();
}
有关于矩形的绘制和对应函数封装，在前面的Canvas绘制矩形一文中或多或少的介绍过，对于arcTo()的详细使用，可以阅读Canvas绘制圆和圆弧一文。
圆、圆弧和扇形
在Canvas中可以使用arc()和arcTo()绘制圆弧、圆和扇形等基本形状。当绘制圆弧时，当startAngle角度值到endAngle角度值是0~360时，就可以绘制一个圆。所以我们在这里只需要封装两个函数：
drawArc()：圆弧（或圆）函数drawSector()：扇形函数
他们具有相同的参数，圆心(x,y)、半径radius、startAngle起始弧度、endAngle结束弧度和anticlockwise旋转方向。由于startAngle和endAngle只接受弧度单位值，所以在封装这两个函数之前，先封装一个角度deg和弧度rad之间的转换函数，方便后面函数的使用：
// 将角度转换为弧度
// @param {Number} deg - 角度值
function getAngle(deg) {
return Math.PI * deg / 180;
}
// 绘制圆弧或圆
// 分类：填充圆弧和边框圆弧
// @param {Number} x - 圆心x轴坐标
// @param {Number} y - 圆心y轴坐标
// @param {Number} radius - 圆弧的半径
// @param {Number} startAngle - 开始的弧度（开始角度），只接受弧度单位，需要将deg先转换为rad： rad = Math.PI * deg / 180
// @param {Number} endAngle - 结束的弧度（结束的角度）
// @param {Boolean} anticlockwise - 旋转方向；true为逆时针，false为顺时针
// @param {Boolean} isFill - 是否填充；true为填充，false为边框
// @param {Boolean} isOnlyArc - 是否仅绘制弧边，如果使用closePath()终点和起点会连接到一起，否则不会。true时不连接，false连接
// @param {String} color - 圆弧的颜色
function drawArc(x, y, radius, startAngle, endAngle, anticlockwise, isOnlyArc, isFill, color) {
if (isFill) {
ctx.fillStyle = color;
ctx.save();
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, radius, getAngle(startAngle), getAngle(endAngle), anticlockwise);
ctx.closePath();
ctx.fill();
ctx.restore();
} else {
ctx.strokeStyle = color;
ctx.save();
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, radius, getAngle(startAngle), getAngle(endAngle), anticlockwise);
if (isOnlyArc) {
} else {
ctx.closePath();
}
ctx.stroke();
ctx.restore();
}
}
// 绘制扇形
// @param {Number} x - 圆心x轴坐标
// @param {Number} y - 圆心y轴坐标
// @param {Number} radius - 圆半径
// @param {Number} startAngle - 开始弧度
// @param {Number} endAngle - 结束弧度
// @param {Number} anticlockwise - 旋转方向， true逆时针，false顺时针
// @param {Boolean} isFill - true为填充，false为边框
// @param {String} color - 扇形的颜色
function drawSector(x, y, radius, startAngle, endAngle, anticlockwise, isFill, color) {
ctx.save();
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(x, y);
ctx.arc(x, y, radius, getAngle(startAngle), getAngle(endAngle), false);
ctx.closePath();
if (isFill) {
ctx.fillStyle = color;
ctx.fill();
} else {
ctx.strokeStyle = color;
ctx.stroke();
}
ctx.restore();
}
绘制箭头
在Canvas中没有直接的方法可以绘制箭，但@Patrick Horgan在《Drawing lines and arcs with arrow heads on HTML5 Canvas》一文中把绘制箭对的函数已经封装好了。我直接把代码放这里：
// From: http://www.dbp-consulting.com/tutorials/canvas/CanvasArrow.html
// Draw arrow head
function drawHead (x0, y0, x1, y1, x2, y2, style, color, width) {
if (typeof(x0) == 'string') {
x0 = parseInt(x0);
}
if (typeof(y0) == 'string') {
y0 = parseInt(y0);
}
if (typeof(x1) == 'string') {
x1 = parseInt(x1);
}
if (typeof(y1) == 'string') {
y1 = parseInt(y1);
}
if (typeof(x2) == 'string') {
x2 = parseInt(x2);
}
if (typeof(y2) == 'string') {
y2 = parseInt(y2);
}
var radius = 3,
twoPI = 2 * Math.PI;
ctx.save();
ctx.beginPath();
ctx.strokeStyle = color;
ctx.fillStyle = color;
ctx.lineWidth = width;
ctx.moveTo(x0, y0);
ctx.lineTo(x1, y1);
ctx.lineTo(x2, y2);
switch (style) {
case 0:
var backdist = Math.sqrt(((x2 - x0) * (x2 - x0)) + ((y2 - y0) * (y2 - y0)));
ctx.arcTo(x1, y1, x0, y0, .55 * backdist);
ctx.fill();
break;
case 1:
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(x0, y0);
ctx.lineTo(x1, y1);
ctx.lineTo(x2, y2);
ctx.lineTo(x0, y0);
ctx.fill();
break;
case 2:
ctx.stroke();
break;
case 3:
var cpx = (x0 + x1 + x2) / 3;
var cpy = (y0 + y1 + y2) / 3;
ctx.quadraticCurveTo(cpx, cpy, x0, y0);
ctx.fill();
break;
case 4:
var cp1x, cp1y, cp2x, cp2y, backdist;
var shiftamt = 5;
if (x2 == x0) {
backdist = y2 - y0;
cp1x = (x1 + x0) / 2;
cp2x = (x1 + x0) / 2;
cp1y = y1 + backdist / shiftamt;
cp2y = y1 - backdist / shiftamt;
} else {
backdist = Math.sqrt(((x2 - x0) * (x2 - x0)) + ((y2 - y0) * (y2 - y0)));
var xback = (x0 + x2) / 2;
var yback = (y0 + y2) / 2;
var xmid = (xback + x1) / 2;
var ymid = (yback + y1) / 2;
var m = (y2 - y0) / (x2 - x0);
var dx = (backdist / (2 * Math.sqrt(m * m + 1))) / shiftamt;
var dy = m * dx;
cp1x = xmid - dx;
cp1y = ymid - dy;
cp2x = xmid + dx;
cp2y = ymid + dy;
}
ctx.bezierCurveTo(cp1x, cp1y, cp2x, cp2y, x0, y0);
ctx.fill();
break;
}
ctx.restore();
}
// draw arrow
function drawArrow(x1, y1, x2, y2, style, which, angle, d, color, width) {
if (typeof(x1) == 'string') {
x1 = parseInt(x1);
}
if (typeof(y1) == 'string') {
y1 = parseInt(y1);
}
if (typeof(x2) == 'string') {
x2 = parseInt(x2);
}
if (typeof(y2) == 'string') {
y2 = parseInt(y2);
}
style = typeof(style) != 'undefined' ? style : 3;
which = typeof(which) != 'undefined' ? which : 1;
angle = typeof(angle) != 'undefined' ? angle : Math.PI / 9;
d = typeof(d) != 'undefined' ? d : 10;
color = typeof(color) != 'undefined' ? color : '#000';
width = typeof(width) != 'undefined' ? width : 1;
var toDrawHead = typeof(style) != 'function' ? drawHead : style;
var dist = Math.sqrt((x2 - x1) * (x2 - x1) + (y2 - y1) * (y2 - y1));
var ratio = (dist - d / 3) / dist;
var tox, toy, fromx, fromy;
if (which & 1) {
tox = Math.round(x1 + (x2 - x1) * ratio);
toy = Math.round(y1 + (y2 - y1) * ratio);
} else {
tox = x2;
toy = y2;
}
if (which & 2) {
fromx = x1 + (x2 - x1) * (1 - ratio);
fromy = y1 + (y2 - y1) * (1 - ratio);
} else {
fromx = x1;
fromy = y1;
}
ctx.beginPath();
ctx.strokeStyle = color;
ctx.lineWidth = width;
ctx.moveTo(fromx, fromy);
ctx.lineTo(tox, toy);
ctx.stroke();
var lineangle = Math.atan2(y2 - y1, x2 - x1);
var h = Math.abs(d / Math.cos(angle));
if (which & 1) {
var angle1 = lineangle + Math.PI + angle;
var topx = x2 + Math.cos(angle1) * h;
var topy = y2 + Math.sin(angle1) * h;
var angle2 = lineangle + Math.PI - angle;
var botx = x2 + Math.cos(angle2) * h;
var boty = y2 + Math.sin(angle2) * h;
toDrawHead(topx, topy, x2, y2, botx, boty, style, color, width);
}
if (which & 2) {
var angle1 = lineangle + angle;
var topx = x1 + Math.cos(angle1) * h;
var topy = y1 + Math.sin(angle1) * h;
var angle2 = lineangle - angle;
var botx = x1 + Math.cos(angle2) * h;
var boty = y1 + Math.sin(angle2) * h;
toDrawHead(topx, topy, x1, y1, botx, boty, style, color, width);
}
}
// draw arced arrow
function drawArcedArrow(x, y, r, startangle, endangle, anticlockwise, style, which, angle, d, color, width) {
style = typeof(style) != 'undefined' ? style : 3;
which = typeof(which) != 'undefined' ? which : 1;
angle = typeof(angle) != 'undefined' ? angle : Math.PI / 8;
d = typeof (d) != 'undefined' ? d : 10;
color = typeof(color) != 'undefined' ? color : '#000';
width = typeof(width) != 'undefined' ? width : 1;
ctx.save();
ctx.beginPath();
ctx.lineWidth = width;
ctx.strokeStyle = color;
ctx.arc(x, y, r, startangle, endangle, anticlockwise);
ctx.stroke();
var sx, sy, lineangle, destx, desty;
ctx.strokeStyle = 'rgba(0,0,0,0)';
if (which & 1) {
sx = Math.cos(startangle) * r + x;
sy = Math.sin(startangle) * r + y;
lineangle = Math.atan2(x - sx, sy - y);
if (anticlockwise) {
destx = sx + 10 * Math.cos(lineangle);
desty = sy + 10 * Math.sin(lineangle);
} else {
destx = sx - 10 * Math.cos(lineangle);
desty = sy - 10 * Math.sin(lineangle);
}
drawArrow(sx, sy, destx, desty, style, 2, angle, d, color, width);
}
if (which & 2) {
sx = Math.cos(endangle) * r + x;
sy = Math.sin(endangle) * r + y;
lineangle = Math.atan2(x - sx, sy - y);
if (anticlockwise) {
destx = sx - 10 * Math.cos(lineangle);
desty = sy - 10 * Math.sin(lineangle);
} else {
destx = sx + 10 * Math.cos(lineangle);
desty = sy + 10 * Math.sin(lineangle);
}
drawArrow(sx, sy, destx, desty, style, 2, angle, d, color, width);
}
ctx.restore();
}
是不是好复杂呀。如果上面代码看起来痛苦的话，可以阅读@Patrick Horgan写的《Drawing lines and arcs with arrow heads on HTML5 Canvas》文章或者阅读早前整理的Canvas绘制箭头一文。
绘制正多边形
绘制正多边形也相对于其他的绘图函数封装而言也较为复杂一点。我们将封装一个drawStarPolygons()函数，这个函数既能实现正多边形绘制，也能实现星形多边形的绘制。具体代码如下：
// 绘制正多边形
// @param {Number} xCenter 中心坐标X点
// @param {Number} yCenter 中心坐标Y点
// @param {Number} radius 外圆半径
// @param {Number} sides 多边形边数
// @param {Number} sideIndent (0 ~ 1)
// @param {Number} alpha 角度 默认270度
// @param {Boolean} isFill true填充，false边框
// @param {String} color 正多边形颜色
function drawStarPolygons(xCenter, yCenter, radius, sides, sideIndent, alpha, isFill, color) {
var sideIndentRadius = radius * (sideIndent || 0.38);
var radAngle = alpha ? alpha * Math.PI / 180 : -Math.PI / 2;
var radAlpha = Math.PI * 2 / sides / 2;
ctx.save();
ctx.beginPath();
var xPos = xCenter + Math.cos(radAngle) * radius;
var yPos = yCenter + Math.sin(radAngle) * radius;
ctx.moveTo(xPos, yPos);
for (var i = 1; i <= sides * 2; i++) {
var rad = radAlpha * i + radAngle;
var len = (i % 2) ? sideIndentRadius : radius;
var xPos = xCenter + Math.cos(rad) * len;
var yPos = yCenter + Math.sin(rad) * len;
ctx.lineTo(xPos, yPos);
}
ctx.closePath();
if (isFill) {
ctx.fillStyle = color;
ctx.fill();
} else {
ctx.strokeStyle = color;
ctx.stroke();
}
}
详细的可以阅读Canvas绘制正多边形一文。
示例
前面我们封装了一些我们常常需要使用的绘图函数。那我们拿一个示例来验证一下。比如说我们要绘制一个时钟：
var canvas = document.getElementById('canvasOne');
var ctx = canvas.getContext('2d');
var w = canvas.width = window.innerWidth;
var h = canvas.height = window.innerHeight;
initDrawCanvas(canvas, ctx);
// 绘制一个时钟
var radius = 150;
var handTruncation = canvas.width / 25;
var hourHandTruncation = canvas.width / 10;
// 绘制时钟刻度盘
function drawClockFace() {
// step1: 绘制时钟的外圆和圆心
ctx.lineWidth = 4;
ctx.translate(w / 2, h / 2);
drawArc(0, 0, radius, 0, 360, true, true, false, '#000');
drawArc(0, 0, 10, 0, 360, true, true, true, '#000');
// step2: 绘制时钟刻度线
for (var i = 0; i < 60; i++) {
var rad = getAngle(i * 6);
ctx.save();
ctx.rotate(rad);
if (i % 5 === 0) {
drawSolidLine(radius - 15, -1, radius - 4, -1, 4, '#000');
} else {
drawSolidLine(radius - 8, -1, radius - 4, -1, 2, '#999');
}
ctx.restore();
}
// step3: 绘制时钟数字
ctx.font = radius * 0.15 + "px arial";
ctx.textBaseline = "middle";
ctx.textAlign = "center";
for (var i = 1; i < 13; i++) {
var ang = getAngle(30 * i);
ctx.fillText(i.toString(), radius * 0.80 * Math.sin(ang), -radius * 0.80 * Math.cos(ang));
}
}
// 绘制时钟针
function drawHand(angle, length, width, color) {
var endX = Math.sin(angle) * length;
var endY = -Math.cos(angle) * length;
ctx.lineCap = 'round';
drawSolidLine(0, 0, endX, endY, width, color);
}
function drawHands(radius) {
var now = new Date();
var hour = now.getHours();
var minute = now.getMinutes();
var second = now.getSeconds();
hour = hour % 12;
hour = getAngle(30) * hour + getAngle(30) * minute / 60 + getAngle(30) * second / 3600;
minute = Math.PI / 30 * minute + second * Math.PI / 1800;
second = Math.PI / 30 * second;
drawHand(hour, radius * 0.4, radius * 0.07); // 时针
drawHand(minute, radius * 0.6, radius * 0.05); // 分针
drawHand(second, radius * 0.7, radius * 0.03, 'red'); // 秒针
}
function drawClock() {
ctx.resetTransform();
drawRect(0, 0, w, h, true);
drawClockFace();
drawHands(radius);
}
setInterval(drawClock, 1000);
最终效果如下：
总结
这篇文章我们整理了Canvas中CanvasRenderingContext2D对象中自带绘制基本图形的方法、属性和样式。并且借助这些方法封装了一些绘制基本图形的函数，比如绘制线段、矩形、圆和正多边形的。最后绘制了一张图，把相关的知识汇总在一起。这篇文章也是介绍Canvas绘制基本图形的最后一篇文章了。
**注：**点击图片可以下载原图。
在后续的文章中，我们将继续介绍Canvas中相关的知识点，感兴趣的同学欢迎持续关注后续内容的更新。
大漠
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