入了解canvas标签（5）——变形

来源：互联网发布：产品图纸设计软件编辑：程序博客网时间：2024/06/05 06:53

状态的保存和恢复

在了解变形之前，我先介绍一下两个你一旦开始绘制复杂图形就必不可少的方法。

Code:

save() restore()

save 和 restore 方法是用来保存和恢复 canvas 状态的，都没有参数。Canvas的状态就是当前画面应用的所有样式和变形的一个快照。

Canvas 状态是以堆(stack)的方式保存的，每一次调用 save方法，当前的状态就会被推入堆中保存起来。这种状态包括：

1.当前应用的变形（即移动，旋转和缩放，见下）
2.strokeStyle, fillStyle, globalAlpha, lineWidth, lineCap,lineJoin, miterLimit, shadowOffsetX, shadowOffsetY, shadowBlur,shadowColor, globalCompositeOperation 的值.
3.当前的裁切路径（clipping path），会在下一节介绍。

你可以调用任意多次 save 方法。

每一次调用 restore 方法，上一个保存的状态就从堆中弹出，所有设定都恢复。

save 和 restore 的应用例子

我们尝试用这个连续矩形的例子来描述 canvas 的状态堆是如何工作的。
第一步是用默认设置画一个大四方形，然后保存一下状态。改变填充颜色画第二个小一点的蓝色四方形，然后再保存一下状态。再次改变填充颜色绘制更小一点的半透明的白色四方形。

到目前为止所做的动作和前面章节的都很类似。不过一旦我们调用 restore，状态堆中最后的状态会弹出，并恢复所有设置。如果不是之前用save保存了状态，那么我们就需要手动改变设置来回到前一个状态，这个对于两三个属性的时候还是适用的，一旦多了，我们的代码将会猛涨。

当第二次调用 restore 时，已经恢复到最初的状态，因此最后是再一次绘制出一个黑色的四方形。

查看示例

Code:

function draw() {
var ctx = document.getElementById_x('canvas').getContext('2d');
ctx.fillRect(0,0,150,150); // Draw a rectangle with default settings
ctx.save(); // Save the default state
ctx.fillStyle = '#09F' // Make changes to the settings
ctx.fillRect(15,15,120,120); // Draw a rectangle with new settings
ctx.save(); // Save the current state
ctx.fillStyle = '#FFF' // Make changes to the settings
ctx.globalAlpha = 0.5;
ctx.fillRect(30,30,90,90); // Draw a rectangle with new settings
ctx.restore(); // Restore previous state
ctx.fillRect(45,45,60,60); // Draw a rectangle with restored settings
ctx.restore(); // Restore original state
ctx.fillRect(60,60,30,30); // Draw a rectangle with restored settings }

移动

来变形，我们先介绍 translate 方法，它用来移动 canvas 和它的原点到一个不同的位置。

Code:

translate(x, y)

translate 方法接受两个参数。x 是左右偏移量，y 是上下偏移量，如下图所示。

在做变形之前先保存状态是一个良好的习惯。大多数情况下，调用 restore方法比手动恢复原先的状态要简单得多。又，如果你是在一个循环中做位移但没有保存和恢复 canvas的状态，很可能到最后会发现怎么有些东西不见了，那是因为它很可能已经超出 canvas 范围以外了。

translate 的例子

这个例子显示了一些移动 canvas 原点的好处。我创建了一个 drawSpirograph方法用来绘制螺旋（spirograph）图案，那是围绕原点绘制出来的。如果不使用 translate方法，那么只能看见其中的四分之一。translate 同时让我可以任意放置这些图案，而不需要在 spirograph方法中手工调整坐标值，既好理解也方便使用。

我在 draw 方法中调用 drawSpirograph 方法 9 次，用了 2 层循环。每一次循环，先移动 canvas，画螺旋图案，然后恢复早原始状态。

查看示例

Code:

function draw() {
var ctx = document.getElementById_x('canvas').getContext('2d');
ctx.fillRect(0,0,300,300); for (var i=0;i<3;i++) {
for (var j=0;j<3;j++) { ctx.save();
ctx.strokeStyle = "#9CFF00"; ctx.translate(50+j*100,50+i*100);
drawSpirograph(ctx,20*(j+2)/(j+1),-8*(i+3)/(i+1),10);
ctx.restore(); } } } function drawSpirograph(ctx,R,r,O){
var x1 = R-O; var y1 = 0; var i = 1; ctx.beginPath();
ctx.moveTo(x1,y1); do { if (i>20000) break;
var x2 = (R+r)*Math.cos(i*Math.PI/72) - (r+O)*Math.cos(((R+r)/r)*(i*Math.PI/72))
var y2 = (R+r)*Math.sin(i*Math.PI/72) - (r+O)*Math.sin(((R+r)/r)*(i*Math.PI/72))
ctx.lineTo(x2,y2); x1 = x2; y1 = y2; i++;
} while (x2 != R-O && y2 != 0 ); ctx.stroke(); }

旋转

第二个介绍 rotate 方法，它用于以原点为中心旋转 canvas。

Code:

rotate(angle)

这个方法只接受一个参数：旋转的角度(angle)，它是顺时针方向的，以弧度为单位的值。

旋转的中心点始终是 canvas 的原点，如果要改变它，我们需要用到 translate 方法。

rotate的例子

在这个例子里，见下图，我用 rotate 方法来画圆并构成圆形图案。当然你也可以分别计算出 x 和 y 坐标(x =r*Math.cos(a); y =r*Math.sin(a))。这里无论用什么方法都无所谓的，因为我们画的是圆。计算坐标的结果只是旋转圆心位置，而不是圆本身。即使用rotate 旋转两者，那些圆看上去还是一样的，不管它们绕中心旋转有多远。

这里我们又用到了两层循环。第一层循环决定环的数量，第二层循环决定每环有多少个点。每环开始之前，我都保存一下 canvas的状态，这样恢复起来方便。每次画圆点，我都以一定夹角来旋转 canvas，而这个夹角则是由环上的圆点数目的决定的。最里层的环有 6个圆点，这样，每次旋转的夹角就是 360/6 = 60 度。往外每一环的圆点数目是里面一环的 2倍，那么每次旋转的夹角随之减半。

查看示例

Code:

function draw() {
var ctx = document.getElementById_x('canvas').getContext('2d');
ctx.translate(75,75);
for (var i=1;i<6;i++){ // Loop through rings (from inside to out)
ctx.save(); ctx.fillStyle = 'rgb('+(51*i)+','+(255-51*i)+',255)';
for (var j=0;j<i*6;j++){ // draw individual dots
ctx.rotate(Math.PI*2/(i*6)); ctx.beginPath();
ctx.arc(0,i*12.5,5,0,Math.PI*2,true); ctx.fill(); }
ctx.restore(); } }

缩放

接着是缩放。我们用它来增减图形在 canvas 中的像素数目，对形状，位图进行缩小或者放大。

Code:

scale(x, y)

scale 方法接受两个参数。x,y 分别是横轴和纵轴的缩放因子，它们都必须是正值。值比 1.0 小表示缩小，比 1.0大则表示放大，值为 1.0 时什么效果都没有。

默认情况下，canvas 的 1 单位就是 1 个像素。举例说，如果我们设置缩放因子是 0.5，1 个单位就变成对应 0.5个像素，这样绘制出来的形状就会是原先的一半。同理，设置为 2.0 时，1 个单位就对应变成了 2 像素，绘制的结果就是图形放大了 2倍。

scale的例子

这最后的例子里，我再次启用前面曾经用过的 spirograph 方法，来画 9个图形，分别赋予不同的缩放因子。左上角的图形是未经缩放的。黄色图案从左到右应用了统一的缩放因子（x 和 y参数值是一致的）。看下面的代码，你可以发现，我在画第二第三个图案时 scale 了两次，中间没有 restore canvas的状态，因此第三个图案的缩放因子其实是 0.75 × 0.75 = 0.5625。

第二行蓝色图案堆垂直方向应用了不统一的缩放因子，每个图形 x 方向上的缩放因子都是 1.0，意味着不缩放，而 y 方向缩放因子是0.75，得出来的结果是，图案被依次压扁了。原来的圆形图案变成了椭圆，如果细心观察，还可以发现在垂直方向上的线宽也减少了。

第三行的绿色图案与第二行类似，只是缩放限定在横轴方向上了。