SVG之旅：路径

通过上一节的学习，我们知道了怎么在SVG中绘制一些基本的图形。在SVG中除了可以通过<rect>、<circle>、<ellipse>、<polygon>、<line>、<polygon>来绘制矩形、圆形、椭圆、多边形、直线和折线等形状。除此之外，在SVG中还有一个<path>元素，可以帮助我们在SVG中绘制任何你想要的形状。也有人说，掌握了SVG中的<path>是学习SVG的重中之重。今天我们来了解SVG中有关于<path>的相关知识。

这篇文章将会介绍有关于<path>的相关知识，但我们不会只用一篇文章的篇幅来介绍，后续将会收集和整理更多有关于<path>相关的内容。因为在SVG中所有的物件和元素都是由path组成，所以path就是具有相当多的指令让使用者来设定，也就是说，搞懂path就相当于搞定了SVG。

Path相关指令

先来看看<path>相关的指令（<path>元素属性），这些指令可以帮助你了解和使用SVG的path。其中有一点我们需要特别注意：参数大写代表绝对坐标，小写代表与前一个坐标的相对座标。先罗列一下有关于<path>元素相关的指令：

指令	参数	描述
M	x y	起始点坐标x y （Move to）
L	x y	从当前点的坐标画直线到指定点的 x y坐标 （Line to）
H	x	从当前点的坐标画水平直线到指定的x轴坐标 （Horizontal line to）
V	y	从当前点的座标画垂直直线到指定的y轴坐标 （Vertical line to）
C	x1 y1 x2 y2 x y	从当前点的坐标画条贝塞风线到指定点的x, y坐标，其中 x1 y1及x2, y2为控制点 （Curve）
S	x2 y2 x y	从当前点的坐标画条反射的贝塞曲线到指定点的x, y坐标，其中x2, y2为反射的控制点（Smooth curve）
Q	x1 y1 x y	从当前点的坐标画条反射二次贝塞曲线到指定点的x, y坐标，其中x1 y1为控制点（Quadratic Bézier curve）
T	x y	从当前点的坐标画条反射二次贝塞曲线到指定点的x, y坐标，以前一个坐标为反射控制点（Smooth Quadratic Bézier curve）
A	rx ry x-axis-rotation large-arc-flag sweep-flag x y	从当前点的坐标画个椭圆形到指定点的x, y坐标，其中rx, ry为椭圆形的x轴及y轴的半径，x-axis-rotation是弧线与x轴的旋转角度，large-arc-flag则设定1最大角度的弧线或是0最小角度的弧线，sweep-flag设定方向为1顺时针方向或0逆时针方向（Arc）
Z		关闭路径，将当前点坐标与第一个点的坐标连接起来（Closepath）

制作图软件中的path

同样的，咱们先来看制作矢量图软件制作path导出来的代码。还是拿Sketch制图软件来举例：

将上图导出为一个.svg文件，然后在编辑器中打开文件：

<svg width="357px" height="552px" viewBox="0 0 357 552" >
    <polyline id="Path" stroke="#979797" fill="none" stroke-width="3" points="2.12890625 2.1640625 265.90625 139.902344 323.003906 37.9804688"></polyline>
    <polygon id="Path" fill="none" stroke="#BD10E0" stroke-width="3" points="2.12890625 412.164062 265.90625 549.902344 323.003906 447.980469 250.5625 487.46875"></polygon>
    <path fill="none" d="M2.12890625,324.164062 C246.200156,411.01209 334.125937,456.924851 265.90625,461.902344 C198.734375,466.803385 217.766927,432.829427 323.003906,359.980469" id="Path" stroke="#50E3C2" stroke-width="3"></path>
    <path fill="none" d="M2.12890625,232.164062 C75.0507812,323.229167 162.976562,369.141927 265.90625,369.902344 C360.395833,338.97526 379.428385,305.001302 323.003906,267.980469" id="Path" stroke="#417505" stroke-width="3"></path>
    <path fill="none" d="M2.12890625,142.164062 C106.782552,268.945312 193.595052,309.457031 262.566406,263.699219 C331.53776,217.941406 351.683594,189.36849 323.003906,177.980469" id="Path" stroke="#BD10E0" stroke-width="3"></path>
    <path fill="none" d="M2.12890625,82.1640625 L240.945204,206.868276 C254.848001,214.127988 272.003365,209.018721 279.66886,195.335469 L323.003906,117.980469" id="Path" stroke="#D31E1E" stroke-width="3"></path>
</svg>

把上面的代码内嵌到HTML中，效果如下：

导出来的代码，可以明显的看出来，第一个用的是<polyline>绘制的折线，<polygon>绘制的是多边线。其他的几个都是<path>绘制的形状。而使用path绘制的形状都是通过属性d定义的，属性d的值是一个**“命令+参数”**的序列（正如上表所示的命令参数），后续将会用一些简单的示例来阐述这些可用的命令。

每一个命令都是用一个关键字母来表示，比如，字母M表示的是Move to命令，当解析器读到这个命令时，它就知道你是打算移动到某个点。跟在命令字母后面的，是你需要移动到的那个点的x和y轴坐标。比如移动到(10, 10)这个点的命令，就可以写成M 10 10。这一段字符结束后，解析器就会去读下一段命令。每一个命令都有两种表达方式，一种是大写字母，表示采用绝对定们，另一种是小写字母，表示采用的是相对定位。上面示例代码采用的都是大写字母，表示采用的都是绝对坐标。

因为属性d采用的是用户坐标系统，所以不需要标明单位。

看到一大串这样的代码：

<path fill="none" d="M2.12890625,324.164062 C246.200156,411.01209 334.125937,456.924851 265.90625,461.902344 C198.734375,466.803385 217.766927,432.829427 323.003906,359.980469" id="Path" stroke="#50E3C2" stroke-width="3"></path>

估计大家都会觉得，要用代码来直接撸，简直就是人间的地狱。那主要是因为我们对每个指令还不是完全的了解或者说理解。既然如此，我们来深入的了解SVG中<path>元素基本指令的含义与使用姿势。

SVG path基本指令

前面也简单的提到过，要想彻底的了解或者说理解SVG的<path>元素，就需要对其指令有所了解。那么接下来，咱们就来了解一下其基本指令。

M/m

M也就是起始点，因此所有path一定是从M开始，M只有两个参数：x和y，下列代码表示(0,0)为起始点，但因为是起始点，所以看不到东西是正常的（可以使用Sketch的钢笔工具点一个点，是看不到东西的）。

<path d="M0 0" stroke="black"/>

H/h

H可以从当前坐标点画水平线到x轴的某个坐标点，其只有一个参数，x的值越大越往左，数字越小越往右。（小写则可视为长度），下面的代码表示画了一条(0,0)到(50,0)水平直线。

<path d="M0 0 H50" stroke="black"/>

V/v

V可以从当前的点画垂直直线到y轴某个坐标点，其只有一个参数，y的值越大越往下，数字越小越往上。下面的代码表示画了一条(0,0)到(0, 50)垂直直线。

<path d="M0 0 V50" stroke="black"/>

L/l

L可以从当前点绘制垂直线到某个坐标，其有两个参数x和y，也就是要移动到的坐标点。下面的代码表示绘制了一条(0, 0)至(50, 50)的直线。

<path d="M0 0 L50 50" stroke="black"/>

C/c

C表示可以画一个如下图所示的三次贝塞尔曲线（有关于三次贝塞尔曲线的相关介绍，可以点击这里进行了解），因此共有六个控制点，分别是x1、y1、x2、y2、x和y，其中x1, y1表示三次贝塞尔曲线的第一个控制点，x2, y2表示三次贝塞尔曲线的第二个控制点，x, y则表示三次贝塞尔曲线线段的结束点。下面的代码将会绘制一条波浪形的线段。

<path d="M0 0 C40 40,60 40,100,0" stroke="black" fill="none"/>

S/s

S可以在原本的点后方建立一个带有贝塞尔曲线控制点的点，然后原本的点会以同样的曲线斜率镜射一个贝塞遥曲线控制点。从方案上来理解有点绕，还是来看看示例代码：

<path d="M0 0 C40 40,60 40,100,0 S150 -40, 200 0" stroke="black" fill="none"/>

Q/q

Q相对而言要简单多了，其表达的意思就是起点和终点的贝塞尔曲线共用同一个控制点，只需要有贝塞尔曲线控制点的坐标和终点坐标就可以。比如下面的示例：

<path d="M0 0 Q50 50, 100 0" stroke="black" fill="none"/>

T/t

T只有一组参数x,y，表示终点的坐标，所以T的前方要接上Q才能画出对应的坐标线。

<path d="M0 0 Q50 50, 100 0 T200 0" stroke="black" fill="none"/>

Z/z

Z没有任何参数，也是放在最后的，加上Z的话，表示终点和起点会关闭。

<path d="M0 0 Q50 50, 100 0 T200 0 Z" stroke="black" fill="none"/>

A/a

前面几个指令相对而言较为简单，在path中A指令是最为复杂的。那么什么是A指令呢？从前面的列表中可以得知，A就是弧形（Arcs），用一句话来说，就是绘制椭圆圆弧（Elliptical Arc）。为什么说A指令是path中最为复杂的呢？那是因为A指令参数非常多，其有七个参数：

• rx：椭圆在x轴的半径（根据不同的终点换算成比例）
• ry：椭圆在y轴的半径（根据不同的终点换算成比例）
• x-axis-rotation：弧线与x轴的夹角
• large-arc-flag：1表示大角度弧线，0表示小角度弧线（必须有三个点）
• sweep-flag：1为顺时针方向，0为逆时针方向
• x：终点x坐标点
• y：终点y坐标点

接下来，咱们用一些简单的示例来阐述path中的A指令。先来看一个A指令绘制出来的弧形。扁长型，x,y轴半径比例为5:1，小角度弧线，逆时针方向：

<path d="M0 0 A100 20,0 0 0 50 100" stroke="#000" fill="none"/>

扁长型，x,y轴半径比例为5:1，小角度弧线，顺时针方向：

<path d="M0 0 A100 20,0 0 1 50 100" stroke="#000" fill="none"/>

扁长型，x,y转半径比例为5:1，大角度弧线，顺时针方向（因为只有两个点，所以大小角度结果相同，返回原来的点了）：

<path d="M0 0 A100 20,0 1 1 50 100" stroke="#000" fill="none"/>

看到上图可能很多人会混淆，为什么大小角度是相同的结果。那是因为path里头只提供了两个点，两个点只有一条线，不会有角度的问题。为了更好的测试，多添加一个点，就可以看出大小角度的差异：

<!-- 大角度 ( 黑色线 ) -->
<path d="M0 0 L50 50 A50 50,0 1 0 100 0" stroke="#000" fill="none"/>

<!-- 小角度 ( 红色线 ) -->
<path d="M0 0 L50 50 A50 50,0 0 0 100 0" stroke="#f00" fill="none"/>

不过这里要注意。如果弧形的x,y轴的长度相加，小于弧线两点之间的间距，那么就会一律以大角度弧线显示。就上面的公式来说，弧线两点之间的长度为：50的平方加50的平方然后开平方（开根号），大约是70.7左右，因此如果小于弧线的两个轴的长度相加小于70.71，就会一律用大角度弧线表示。

<!-- 大角度 ( 黑色线 ) -->
<path d="M0 0 L50 50 A50 10,0 1 0 100 0" stroke="#000" fill="none"/>

<!-- 小角度 ( 红色线 ) -->
<path d="M0 0 L50 50 A50 10,0 0 0 100 0" stroke="#f00" fill="none"/>

小于70.71（加起来60，两条弧线重叠）

<!-- 大角度 ( 黑色线 ) -->
<path d="M0 0 L50 50 A50 30,0 1 0 100 0" stroke="#000" fill="none"/>

<!-- 小角度 ( 红色线 ) -->
<path d="M0 0 L50 50 A50 30,0 0 0 100 0" stroke="#f00" fill="none"/>

大于70.71（加起来80，两条弧线分开）

为什么会这样呢？主要是因为小角度的弧线，是指三角形的三个内角和小于180度，但不代表弧线和直线的和可以变成负值，因为如果变成负值，计算起来也会变成大角度的弧线，这也是要非常注意的地方！下面这张图就是很好的阐述：

关于A的指令，最难的就是上述的大角度小角度弧线，而最后一个参数，就是指弧线跟x轴的夹角，如下所示：

<!-- 夹角 0 度 ( 黑色线 ) -->
<path d="M0 0 A50 100,0 0 0 100 0" stroke="#000" fill="none"/>

<!-- 夹角 30 度 ( 红色线 ) -->
<path d="M0 0 A50 100,30 0 0 100 0" stroke="#f00" fill="none"/>

<!-- 夹角 60 度 ( 橘色线 ) -->
<path d="M0 0 A50 100,60 0 0 100 0" stroke="#f90" fill="none"/>

相对坐标指令

与绝对坐标绘制指令的字母一样的，只不过全部是小写表示。这组指令的参数中涉及坐标的参数代表的是相对坐标。也就是说参数代表的是从当前点到目标点的偏移量，正数就代表向轴正向偏移，负值表示向反向仿移。不同的是Z指令没有大小之分。

不过需要注意的是，绝对坐标指令和相对坐标指令是可以混用的。有时候混用可以带来更灵活的画法。

样式，空格和逗号

你有一定的控制措施来使用空格。你可以删除并添加空白以使每个命令和整个路径数据更晚阅读。

<svg width="600" height="400">
    <path d="M50 50  v300  h200  v-300  Z" fill="none" stroke="#000" stroke-width="2px" />
</svg>

第一个命令之间我用了一个空格符，但是在与下一组命令之间额外添加了一个空格。

虽然在path命令中，逗号不是必需的，但是可以使用它来分隔任何命令后的x和y坐标。在命令之间不使用它们。也就是说，只在坐标之间使用逗号。

<svg width="600" height="400">
    <path d="M50,50  v300  h200  v-300  Z" fill="none" stroke="#000" stroke-width="2px" />
</svg>

你也可以使用更多的空格，并将每个路径命令单独放一行：

<svg width="600" height="400">
    <path d="M50 50
            v300
            h200
            v-300
            Z"
    fill="none" stroke="#000" stroke-width="2px" />
</svg>

这样可能易于阅读，但显然占用了更多的空间。

直线命令和曲线命令

前面主要了解了path中的几个命令（指令）。其实这些指令可以分为直线命令和曲线命令。

直线命令

<path>中有五个画直线的命令，顾名思义，直线命令就是在两个点之间画直线。首先是M命令。使用两个参数，分别是需要移动到的点的x轴和y轴的坐标。假设，你的画笔当前位于一个点，在使用M命令移动画笔后，只会移动画笔，但不会在两点之间画线。因为M命令仅仅是移动画笔，但不画线。所以M命令经常出现在路径的开始处，用来指明从何处开始画。

能够真正画出线的命令有三个（M命令是移动画笔位置，但是不画线），最常用的是L命令，L需要两个参数，分别是一个点的x轴和y轴坐标，L命令将会在当前位置和新位置（L前面画笔所在的点）之间画一条线段。

另外还有两个简写命令，用来绘制平行线和垂直线。H绘制平行线。V绘制垂直线。这两个命令都只带一个参数，标明在x轴或y轴移动到的位置，因为它们都只在坐标轴的一个方向上移动。

现在我们已经掌握了一些命令，可以开始画一些东西了。先从简单的地方开始，画一个简单的矩形（同样的效果用<rect/>元素可以更简单的实现），矩形是由水平线和垂直线组成的，所以这个例子可以很好地展现前面讲的画线的方法。

<svg width="100px" height="100px">

    <path d="M10 10 H 90 V 90 H 10 L 10 10"/>

    <!-- Points -->
    <circle cx="10" cy="10" r="2" fill="red"/>
    <circle cx="90" cy="90" r="2" fill="red"/>
    <circle cx="90" cy="10" r="2" fill="red"/>
    <circle cx="10" cy="90" r="2" fill="red"/>
</svg>

效果如下：

最后，我们可以通过一个“闭合路径命令”Z来简化上面的path，Z命令会从当前点画一条直线到路径的起点，尽管我们不总是需要闭合路径，但是它还是经常被放到路径的最后。另外，Z命令不用区分大小写。

<path d="M10 10 H 90 V 90 H 10 Z" fill="transparent" stroke="black"/>

你也可以使用这些命令的相对坐标形式来绘制相同的图形，如之前所述，相对命令使用的是小写字母，它们的参数不是指定一个明确的坐标，而是表示相对于它前面的点需要移动多少距离。例如前面的示例，画的是一个80*80的正方形，用相对命令可以这样描述：

<path d="M10 10 h 80 v 80 h -80 Z" fill="transparent" stroke="black"/>

上述路径是：画笔移动到(10,10)点，由此开始，向右移动80像素构成一条水平线，然后向下移动80像素，然后向左移动80像素，然后再回到起点。

你可能会问这些命令有什么用，因为 <polygon> 和 <polyline> 可以做到画出一样的图形。答案是，这些命令可以做得更多。如果你只是画直线，那么其他元素可能会更好用，但是，path却是众多开发者在SVG绘制中经常用到的。据我所知，它们之间不存在性能上的优劣。但是通过脚本生成path可能有所不同，因为另外两种方法只需要指明点，而path在这方面的语法会更复杂一些。

曲线命令

绘制平滑曲线的命令有三个，其中两个用来绘制贝塞尔曲线，另外一个用来绘制弧形或者说是圆的一部分。如果你在Inkscape、Illustrator或者Photoshop中用过路径工具，可能对贝塞尔曲线有一定程度的了解。欲了解贝塞尔曲线的完整数学讲解，请阅读这份Wikipedia的文档。在这里不用讲得太多。贝塞尔曲线的类型有很多，但是在path元素里，只存在两种贝塞尔曲线：三次贝塞尔曲线C，和二次贝塞尔曲线Q。

三次贝塞尔曲线需要定义一个点和两个控制点，所以用C命令创建三次贝塞尔曲线，需要设置三组坐标参数：

C x1 y1, x2 y2, x y 
// 或
c dx1 dy1, dx2 dy2, dx dy

这里的最后一个坐标(x,y)表示的是曲线的终点，另外两个坐标是控制点，(x1,y1)是起点的控制点，(x2,y2)是终点的控制点。如果你熟悉代数或者微积分的话，会更容易理解控制点，控制点描述的是曲线起始点的斜率，曲线上各个点的斜率，是从起点斜率到终点斜率的渐变过程。

你可以将若干个贝塞尔曲线连起来，从而创建出一条很长的平滑曲线。通常情况下，一个点某一侧的控制点是它另一侧的控制点的对称（以保持斜率不变）。这样，你可以使用一个简写的贝塞尔曲线命令S，如下所示：

S x2 y2, x y 

// 或
s dx2 dy2, dx dy

S命令可以用来创建与之前那些曲线一样的贝塞尔曲线，但是，如果S命令跟在一个C命令或者另一个S命令的后面，它的第一个控制点，就会被假设成前一个控制点的对称点。如果S命令单独使用，前面没有C命令或者另一个S命令，那么它的两个控制点就会被假设为同一个点。下面是S命令的语法示例，右图中的某个控制点用红色标示，与它对称的控制点用蓝色标示。

另一种可用的贝塞尔曲线是二次贝塞尔曲线Q，它比三次贝塞尔曲线简单，只需要一个控制点，用来确定起点和终点的曲线斜率。因此它需要两组参数，控制点和终点坐标。

Q x1 y1, x y 

// 或
q dx1 dy1, dx dy

就像三次贝塞尔曲线有一个S命令，二次贝塞尔曲线有一个差不多的T命令，可以通过更简短的参数，延长二次贝塞尔曲线。

T x y (or t dx dy)

和之前一样，快捷命令T会通过前一个控制点，推断出一个新的控制点。这意味着，在你的第一个控制点后面，可以只定义终点，就创建出一个相当复杂的曲线。需要注意的是，T命令前面必须是一个Q命令，或者是另一个T命令，才能达到这种效果。如果T单独使用，那么控制点就会被认为和终点是同一个点，所以画出来的将是一条直线。

虽然三次贝塞尔曲线拥有更大的自由度，但是两种曲线能达到的效果总是差不多的。具体使用哪种曲线，通常取决于需求，以及对曲线对称性的依赖程度。

弧形命令A是另一个创建SVG曲线的命令。基本上，弧形可以视为圆形或椭圆形的一部分。假设，已知椭圆形的长轴半径和短轴半径，另外已知两个点（它们的距离在圆的半径范围内），这时我们会发现，有两个路径可以连接这两个点。每种情况都可以生成出四种弧形。

总结

文章开头我们就说过了，SVG中的path是SVG中的重中之重。对于绘制图形而言，path是非常强大的，可以通过path中的相关指令实现上一篇文章中提到的绘制图形元素的功能。这样一来，path也变得复杂得多。如果你想通过手写path代码相对而言是较为痛苦的，就算是你理解了path中所有的指令也较为困难。但值得庆幸的是，我们可以通过Sketch这样的制图软件来绘制。

话又说回来，如果仅了解path中的指令还是不够的，特别是其中贝塞尔曲和弧线的部分。我们需要花更多的时间来深入的学习。后续我将会整理更多有关于这方面的资料。如果你感兴趣，欢迎继续关注相关的更新。

由于本人是初学者，如果文章中有不对之处，烦请各路大婶多多拍正。如果你在这方面有更多的经验或者更好的建议，欢迎在下面的评论中与我们一起分享。

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