SVG基本形状path路径置换

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前言

前段时间研究 SVG 压缩优化，发现SVG预定义的 rect、circle、ellipse、line、polyline、polygon 六种基本形状可通过path路径转换实现，这样可以在一定程度上减少代码量。不仅如此，我们常用的 SVG Path 动画(路径动画)，是以操作path中两个属性值stroke-dasharray和stroke-dashoffset来实现，基本形状转换为path路径，有利于实现路径动画。

SVG基本形状

SVG 提供了rect、circle、ellipse、line、polyline、polygon六种基本形状用于图形绘制，这些形状可以直接用来绘制一些基本的形状，如矩形、椭圆等，而复杂图形的绘制则需要使用 path 路径来实现。

rect 矩形

<rect x="10" y="10" width="30" height="30"/>
<rect x="60" y="10" rx="10" ry="10" width="30" height="30"/>

SVG中rect元素用于绘制矩形、圆角矩形，含有6个基本属性用于控制矩形的形状以及坐标，具体如下：

• x：矩形左上角x位置, 默认值为 0
• y：矩形左上角y位置, 默认值为 0
• width：矩形的宽度, 不能为负值否则报错, 0 值不绘制
• height：矩形的高度, 不能为负值否则报错, 0 值不绘制
• rx：圆角x方向半径, 不能为负值否则报错
• ry：圆角y方向半径, 不能为负值否则报错

这里需要注意，rx 和 ry 的还有如下规则：

• rx 和 ry 都没有设置, 则 rx = 0 ry = 0
• rx 和 ry 有一个值为0, 则相当于 rx = 0 ry = 0，圆角无效
• rx 和 ry 有一个被设置, 则全部取这个被设置的值
• rx 的最大值为 width 的一半, ry 的最大值为 height 的一半

比如：

rx = rx || ry || 0;
ry = ry || rx || 0;
rx = rx > width / 2 ? width / 2 : rx;
ry = ry > height / 2 ? height / 2 : ry;
if(0 === rx || 0 === ry){
    rx = 0,
    ry = 0;  //圆角不生效，等同于，rx，ry都为0
}

circle 圆形

<circle cx="100" cy="100" r="50" fill="#fff"></circle>

SVG中circle元素用于绘制圆形，含有3个基本属性用于控制圆形的坐标以及半径，具体如下：

• r：半径
• cx：圆心x位置, 默认为 0
• cy：圆心y位置, 默认为 0

ellipse 椭圆

<ellipse cx="75" cy="75" rx="20" ry="5"/>

SVG中ellipse元素用于绘制椭圆，是circle元素更通用的形式，含有4个基本属性用于控制椭圆的形状以及坐标，具体如下：

• rx：椭圆x半径
• ry：椭圆y半径
• cx：圆心x位置, 默认为 0
• cy：圆心y位置, 默认为 0

line 直线

<line x1="10" x2="50" y1="110" y2="150"/>

line绘制直线。它取两个点的位置作为属性，指定这条线的起点和终点位置。

• x1：起点的x位置
• y1：起点的y位置
• x2：终点的x位置
• y2：终点的y位置

polyline 折线

<polyline points="60 110, 65 120, 70 115, 75 130, 80 125, 85 140, 90 135, 95 150, 100 145"/>

polyline是一组连接在一起的直线。因为它可以有很多的点，折线的的所有点位置都放在一个points属性中：

points 点集数列，每个数字用空白、逗号、终止命令符或者换行符分隔开，每个点必须包含2个数字，一个是x坐标，一个是y坐标 如0 0, 1 1, 2 2

polygon 多边形

<polygon points="50 160, 55 180, 70 180, 60 190, 65 205, 50 195, 35 205, 40 190, 30 180, 45 180"/>

polygon和折线很像，它们都是由连接一组点集的直线构成。不同的是，polygon的路径在最后一个点处自动回到第一个点。需要注意的是，矩形也是一种多边形，如果需要更多灵活性的话，你也可以用多边形创建一个矩形。

points 点集数列，每个数字用空白、逗号、终止命令符或者换行符分隔开，每个点必须包含2个数字，一个是x坐标，一个是y坐标 如0 0, 1 1, 2 2， 路径绘制完闭合图形”

SVG path 路径

SVG 的路径<path>功能非常强大，它不仅能创建基本形状，还能创建更多复杂的形状。<path>路径是由一些命令来控制的，每一个命令对应一个字母，并且区分大小写，大写主要表示绝对定位，小写表示相对定位。<path> 通过属性 d 来定义路径， d 是一系列命令的集合，主要有以下几个命令：

通常大部分形状，都可以通过指令M(m)、L(l)、H(h)、V(v)、A(a)来实现，注意特别要区分大小写，相对与绝对坐标情况，转换时推荐使用相对路径可减少代码量，例如：

// 以下两个等价
d='M 10 10 20 20'     // (10, 10) (20 20) 都是绝对坐标
d='M 10 10 L 20 20'

// 以下两个等价
d='m 10 10 20 20'     // (10, 10) 绝对坐标, (20 20) 相对坐标
d='M 10 10 l 20 20'

SVG 基本形状路径转换原理

rect to path

如下图所示，一个 rect 是由 4 个弧和 4 个线段构成；如果 rect 没有设置 rx 和 ry 则 rect 只是由 4 个线段构成。rect 转换为 path 只需要将 A ~ H 之间的弧和线段依次实现即可。

function rect2path(x, y, width, height, rx, ry) {
    /*
    * rx 和 ry 的规则是：
    * 1. 如果其中一个设置为 0 则圆角不生效
    * 2. 如果有一个没有设置则取值为另一个
    */
    rx = rx || ry || 0;
    ry = ry || rx || 0;

    //非数值单位计算，如当宽度像100%则移除
    if (isNaN(x - y + width - height + rx - ry)) return;
    rx = rx > width / 2 ? width / 2 : rx;
    ry = ry > height / 2 ? height / 2 : ry;

    //如果其中一个设置为 0 则圆角不生效
    if(0 == rx || 0 == ry){
        // var path =
        //     'M' + x + ' ' + y +
        //     'H' + (x + width) +     不推荐用绝对路径，相对路径节省代码量
        //     'V' + (y + height) +
        //     'H' + x +
        //     'z';
        var path =
            'M' + x + ' ' + y +
            'h' + width +
            'v' + height +
            'h' + -width +
            'z';                
    }else{
        var path =
            'M' + x + ' ' + (y+ry) +
            'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 0 1 ' + rx + ' ' + (-ry) + 
            'h' + (width - rx - rx) +
            'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 0 1 ' + rx + ' ' + ry + 
            'v' + (height - ry -ry) +
            'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 0 1 ' + (-rx) + ' ' + ry + 
            'h' + (rx + rx -width) +
            'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 0 1 ' + (-rx) + ' ' + (-ry) + 
            'z';        
    }
    return path;
}

circle/ellipse to path

圆可视为是一种特殊的椭圆，即 rx 与 ry 相等的椭圆，所以可以放在一起讨论。 椭圆可以看成A点到C做180度顺时针画弧、C点到A做180度顺时针画弧即可：

function ellipse2path(cx, cy, rx, ry) {
    //非数值单位计算，如当宽度像100%则移除
    if (isNaN(cx - cy + rx - ry)) return;
    var path =
        'M' + (cx-rx) + ' ' + cy +
        'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 1 0 ' + 2*rx + ' 0' +
        'a' + rx + ' ' + ry + ' 0 1 0 ' + (-2*rx) + ' 0' +
        'z'; 
    return path;
}

line to path

相对来说比较简单，如下：

function line2path(x1, y1, x2, y2) {
    //非数值单位计算，如当宽度像100%则移除
    if (isNaN(x1 - y1 + x2 - y2)) return; 

    x1 = x1 || 0;
    y1 = y1 || 0;
    x2 = x2 || 0;
    y2 = y2 || 0;
    var path = 'M' + x1 + ' '+ y1 + 'L' + x2 + ' ' + y2;
    
    return path;
}

polyline/polygon to path

polyline折线、polygon多边形的转换为path比较类似，差别就是polygon多边形会闭合。

// polygon折线转换
points = [x1, y1, x2, y2, x3, y3 ...];
function polyline2path (points) {
    var path = 'M' + points.slice(0,2).join(' ') +
                    'L' + points.slice(2).join(' '); 
    return path;
}
// polygon多边形转换
points = [x1, y1, x2, y2, x3, y3 ...];
function polygon2path (points) {
    var path = 'M' + points.slice(0,2).join(' ') +
                    'L' + points.slice(2).join(' ') + 'z'; 
    return path;
}

convertpath 转换工具

为了方便处理SVG基本元素路径转换，本人抽空写了convertpath工具，具体如下：

安装：

npm i convertpath

使用：

const parse = require('convertpath');
parse.parse("./test/test.svg")
/**
* <circle cx="500" cy="500" r="20" fill="red"/>
*/
console.log(parse.toSimpleSvg())
/**
* <path d="M500,500,m-20,0,a20,20,0,1,0,40,0,a20,20,0,1,0,-40,0,Z" fill="red"/>
*/

扩展资料

• Basic Shapes —— SVG 1.1 (Second Edition)
• 基本形状 —— SVG | MDN
• SVG (一) 图形, 路径, 变换总结; 以及椭圆弧线, 贝塞尔曲线的详细解释
• 路径 —— SVG | MDN
• XMLDOMNike Benassi Slide