canvas进阶——实现连续平滑的曲线

2022-06-08 493

版权

本文内容由阿里云实名注册用户自发贡献，版权归原作者所有，阿里云开发者社区不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。具体规则请查看《阿里云开发者社区用户服务协议》和《阿里云开发者社区知识产权保护指引》。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，填写侵权投诉表单进行举报，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容。

简介： 前言大家好，我是Fly, canvas真是个强大的东西，每天沉迷这个无法自拔，可以做游戏，可以对图片处理，后面会给大家分享一篇，canvas实现两张图片找不同的功能，听着是不是挺有意思的，有点像游戏「找你妹」，但是这都不是本篇文章想要表达的重点，读完今天这篇文章，你可以学到什么呢「Canvas」实现一个简单的画版小工具「Canvas」画出平滑的曲线，这是本篇文章的重点这时候有人问我她？？，我的心里没有她的，只有你们「coder」，下面一起学习吧，预计阅读5分钟。canvas实现一个画版小工具因为也比较简单，我大概说下思路：首先我对canvas 画布坚监听3

前言

大家好，我是Fly, canvas真是个强大的东西，每天沉迷这个无法自拔，可以做游戏，可以对图片处理，后面会给大家分享一篇，canvas实现两张图片找不同的功能，听着是不是挺有意思的，有点像游戏 「找你妹」，但是这都不是本篇文章想要表达的重点，读完今天这篇文章，你可以学到什么呢

「Canvas」 实现一个简单的画版小工具

「Canvas」 画出平滑的曲线，这是本篇文章的重点

这时候有人问我她？？，我的心里没有她的，只有你们「coder」，下面一起学习吧，预计阅读5分钟。

canvas实现一个画版小工具

因为也比较简单，我大概说下思路：

首先我对canvas 画布坚监听3个事件，分别是「mouseMove,mouseDown,mouseUp」 三个事件，同时创建了isDown 这个变量，用来标记当前画图是不是开启

当我们按下鼠标也就是「mouseDown」 事件，表示开始画笔，有一个初始的点，并把「isDown」 设置为「true」, 然后紧着呢开始移动，可以确定直线的端点，然后再把直线的端点设置为下一条直线的起始点，不断地重复这个过程, 「mousueUp」 将「isDown」 这个变量设置为「false」, 同时清空开始点和结束点

通过「mouseMove」事件不断采集鼠标经过的坐标点，当且仅当「isDown」 为「true」（即处于书写状态）时将当前的点通过「canvas」的「LineTo」方法与前面的点进行连接、绘制；

代码如下：

class board {
        constructor() {
          this.canvas = document.getElementById('canvas')
          this.canvas.addEventListener('mousemove', this.move.bind(this))
          this.canvas.addEventListener('mousedown', this.down.bind(this))
          this.canvas.addEventListener('mouseup', this.up.bind(this))
          this.ctx = this.canvas.getContext('2d')
          this.startP = null
          this.endP = null
          this.isDown = false
          this.setLineStyle()
        }
        setLineStyle() {
          this.ctx.strokeStyle = 'red'
          this.ctx.lineWidth = 1
          this.ctx.lineJoin = 'round'
          this.ctx.lineCap = 'round'
        }
        move(e) {
          if (!this.isDown) {
            return
          }
          this.endP = this.getPot(e)
          this.drawLine()
          this.startP = this.endP
        }
        down(e) {
          this.isDown = true
          this.startP = this.getPot(e)
        }
        getPot(e) {
          return new Point2d(e.offsetX, e.offsetY)
        }
        drawLine() {
          if (!this.startP || !this.endP) {
            return
          }
          this.ctx.beginPath()
          this.ctx.moveTo(this.startP.x, this.startP.y)
          this.ctx.lineTo(this.endP.x, this.endP.y)
          this.ctx.stroke()
          this.ctx.closePath()
        }
        up(e) {
          this.startP = null
          this.endP = null
          this.isDown = false
        }
      }
      new board()

point2d是我自己写的一个2d点的一个类，不清楚的同学可以看我前几篇文章，这里就不重复阐述了。我们看下gif:

画板

细心的同学可能发现，画的线折线感比较强，出现这个本质的原因—— 「就是我们画出的线其实是一个多段线polyline，连接两个点之间的线是直线」

如何画出平滑的曲线

想起曲线，就不得不提到贝塞尔曲线了，我之前的文章有系统的介绍过贝塞尔曲线，以及贝塞尔曲线方程的推导过程—— 传送门

canvas 肯定是支持贝塞尔曲线的quadraticCurveTo(cp1x, cp1y, x, y) ，主要是一个起始点，一个终点，一个控制点。其实这里可以用一个巧妙的算法去解决这样的问题。

获取二阶贝塞尔曲线信息的算法

假设我们在鼠标移动的过程中有A、B、C、D、E、F、G、这6个点。如何画出平滑的曲线呢，我们取B点和C点的中点B1 作为第一条贝塞尔曲线的终点，B点作为控制点。如图：

贝塞尔曲线

接下来呢算出 cd 的中点 c1 以 B1 为起点， c点为控制点， c1为终点画出下面图形:

连续曲线图

然后后面按照这样的步骤不断画下去，就可以获得平滑的曲线了。理论基础我们明白了，我们改造上面的画线的方法：

实现画出平滑的曲线

上面涉及到求两个点的中间坐标：其实两个坐标的x 和y 分别除以2：代码如下：

getMid(p1, p2) {
  const x = (p1.x + p2.x) / 2
  const y = (p1.y + p2.y) / 2
  return new Point2d(x, y)
}

我们画出二阶贝塞尔曲线至少所示需要3个点，所以我们需要数组去存放移动过程中所有的点的信息。

我先实现画贝塞尔曲线的方法：

drawCurve(controlP, endP) {
  this.ctx.beginPath()
  this.ctx.moveTo(this.startP.x, this.startP.y)
  this.ctx.quadraticCurveTo(controlP.x, controlP.y, endP.x, endP.y)
  this.ctx.stroke()
  this.ctx.closePath()
}

然后在修改move 中的事件

move(e) {
  if (!this.isDown) {
    return
  }
  this.endP = this.getPot(e)
  this.points.push(this.endP)
  if (this.points.length >= 3) {
    const [controlP, endP] = this.points.slice(-2)
    const middle = this.getMid(controlP, endP)
    this.drawCurve(controlP, middle)
    this.startP = middle
  }
}