SVG 影像入門教程

一、概述

SVG 是一種基於 XML 語法的影像格式，全稱是可縮放向量圖（Scalable Vector Graphics）。其他影像格式都是基於畫素處理的，SVG 則是屬於對影像的形狀描述，所以它本質上是文字檔案，體積較小，且不管放大多少倍都不會失真。

SVG 檔案可以直接插入網頁，成為 DOM 的一部分，然後用 JavaScript 和 CSS 進行操作。


<!DOCTYPE html>
<html>
<head></head>
<body>
<svg
  id="mysvg"
  xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"
  viewBox="0 0 800 600"
  preserveAspectRatio="xMidYMid meet"
>
  <circle id="mycircle" cx="400" cy="300" r="50" />
<svg>
</body>
</html>

上面是 SVG 程式碼直接插入網頁的例子。

SVG 程式碼也可以寫在一個獨立檔案中，然後用<img>、<object>、<embed>、<iframe>等標籤插入網頁。


<img src="circle.svg">
<object id="object" data="circle.svg" type="image/svg+xml"></object>
<embed id="embed" src="icon.svg" type="image/svg+xml">
<iframe id="iframe" src="icon.svg"></iframe>

CSS 也可以使用 SVG 檔案。


.logo {
  background: url(icon.svg);
}

SVG 檔案還可以轉為 BASE64 編碼，然後作為 Data URI 寫入網頁。


<img src="data:image/svg+xml;base64,[data]">

二、語法

2.1 `<svg>`標籤

SVG 程式碼都放在頂層標籤<svg>之中。下面是一個例子。


<svg width="100%" height="100%">
  <circle id="mycircle" cx="50" cy="50" r="50" />
</svg>

<svg>的width屬性和height屬性，指定了 SVG 影像在 HTML 元素中所佔據的寬度和高度。除了相對單位，也可以採用絕對單位（單位：畫素）。如果不指定這兩個屬性，SVG 影像預設大小是300畫素（寬） x 150畫素（高）。

如果只想展示 SVG 影像的一部分，就要指定viewBox屬性。


<svg width="100" height="100" viewBox="50 50 50 50">
  <circle id="mycircle" cx="50" cy="50" r="50" />
</svg>

<viewBox>屬性的值有四個數字，分別是左上角的橫座標和縱座標、視口的寬度和高度。上面程式碼中，SVG 影像是100畫素寬 x 100畫素高，viewBox屬性指定視口從(50, 50)這個點開始。所以，實際看到的是右下角的四分之一圓。

注意，視口必須適配所在的空間。上面程式碼中，視口的大小是 50 x 50，由於 SVG 影像的大小是 100 x 100，所以視口會放大去適配 SVG 影像的大小，即放大了四倍。

如果不指定width屬性和height屬性，只指定viewBox屬性，則相當於只給定 SVG 影像的長寬比。這時，SVG 影像的預設大小將等於所在的 HTML 元素的大小。

2.2 `<circle>`標籤

<circle>標籤代表圓形。


<svg width="300" height="180">
  <circle cx="30"  cy="50" r="25" />
  <circle cx="90"  cy="50" r="25" class="red" />
  <circle cx="150" cy="50" r="25" class="fancy" />
</svg>

上面的程式碼定義了三個圓。<circle>標籤的cx、cy、r屬性分別為橫座標、縱座標和半徑，單位為畫素。座標都是相對於<svg>畫布的左上角原點。

class屬性用來指定對應的 CSS 類。


.red {
  fill: red;
}

.fancy {
  fill: none;
  stroke: black;
  stroke-width: 3pt;
}

SVG 的 CSS 屬性與網頁元素有所不同。

fill：填充色

stroke：描邊色

stroke-width：邊框寬度

2.3 `<line>`標籤

<line>標籤用來繪製直線。


<svg width="300" height="180">
  <line x1="0" y1="0" x2="200" y2="0" style="stroke:rgb(0,0,0);stroke-width:5" />
</svg>

上面程式碼中，<line>標籤的x1屬性和y1屬性，表示線段起點的橫座標和縱座標；x2屬性和y2屬性，表示線段終點的橫座標和縱座標；style屬性表示線段的樣式。

2.4 `<polyline>`標籤

<polyline>標籤用於繪製一根折線。


<svg width="300" height="180">
  <polyline points="3,3 30,28 3,53" fill="none" stroke="black" />
</svg>

<polyline>的points屬性指定了每個端點的座標，橫座標與縱座標之間與逗號分隔，點與點之間用空格分隔。

2.5 `<rect>`標籤

<rect>標籤用於繪製矩形。


<svg width="300" height="180">
  <rect x="0" y="0" height="100" width="200" style="stroke: #70d5dd; fill: #dd524b" />
</svg>

<rect>的x屬性和y屬性，指定了矩形左上角端點的橫座標和縱座標；width屬性和height屬性指定了矩形的寬度和高度（單位畫素）。

2.6 `<ellipse>`標籤

<ellipse>標籤用於繪製橢圓。


<svg width="300" height="180">
  <ellipse cx="60" cy="60" ry="40" rx="20" stroke="black" stroke-width="5" fill="silver"/>
</svg>

<ellipse>的cx屬性和cy屬性，指定了橢圓中心的橫座標和縱座標（單位畫素）；rx屬性和ry屬性，指定了橢圓橫向軸和縱向軸的半徑（單位畫素）。

2.7 `<polygon>`標籤

<polygon>標籤用於繪製多邊形。


<svg width="300" height="180">
  <polygon fill="green" stroke="orange" stroke-width="1" points="0,0 100,0 100,100 0,100 0,0"/>
</svg>

<polygon>的points屬性指定了每個端點的座標，橫座標與縱座標之間與逗號分隔，點與點之間用空格分隔。

2.8 `<path>`標籤

<path>標籤用於制路徑。


<svg width="300" height="180">
<path d="
  M 18,3
  L 46,3
  L 46,40
  L 61,40
  L 32,68
  L 3,40
  L 18,40
  Z
"></path>
</svg>

<path>的d屬性表示繪製順序，它的值是一個長字串，每個字母表示一個繪製動作，後面跟著座標。

M：移動到（moveto）

L：畫直線到（lineto）

Z：閉合路徑

2.9 `<text>`標籤

<text>標籤用於繪製文字。


<svg width="300" height="180">
  <text x="50" y="25">Hello World</text>
</svg>

<text>的x屬性和y屬性，表示文字區塊基線（baseline）起點的橫座標和縱座標。文字的樣式可以用class或style屬性指定。

2.10 `<use>`標籤

<use>標籤用於複製一個形狀。


<svg viewBox="0 0 30 10" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
  <circle id="myCircle" cx="5" cy="5" r="4"/>

  <use href="#myCircle" x="10" y="0" fill="blue" />
  <use href="#myCircle" x="20" y="0" fill="white" stroke="blue" />
</svg>

<use>的href屬性指定所要複製的節點，x屬性和y屬性是<use>左上角的座標。另外，還可以指定width和height座標。

2.11 `<g>`標籤

<g>標籤用於將多個形狀組成一個組（group），方便複用。


<svg width="300" height="100">
  <g id="myCircle">
    <text x="25" y="20">圓形</text>
    <circle cx="50" cy="50" r="20"/>
  </g>

  <use href="#myCircle" x="100" y="0" fill="blue" />
  <use href="#myCircle" x="200" y="0" fill="white" stroke="blue" />
</svg>

2.12 `<defs>`標籤

<defs>標籤用於自定義形狀，它內部的程式碼不會顯示，僅供引用。


<svg width="300" height="100">
  <defs>
    <g id="myCircle">
      <text x="25" y="20">圓形</text>
      <circle cx="50" cy="50" r="20"/>
    </g>
  </defs>

  <use href="#myCircle" x="0" y="0" />
  <use href="#myCircle" x="100" y="0" fill="blue" />
  <use href="#myCircle" x="200" y="0" fill="white" stroke="blue" />
</svg>

2.13 `<pattern>`標籤

<pattern>標籤用於自定義一個形狀，該形狀可以被引用來平鋪一個區域。


<svg width="500" height="500">
  <defs>
    <pattern id="dots" x="0" y="0" width="100" height="100" patternUnits="userSpaceOnUse">
      <circle fill="#bee9e8" cx="50" cy="50" r="35" />
    </pattern>
  </defs>
  <rect x="0" y="0" width="100%" height="100%" fill="url(#dots)" />
</svg>

上面程式碼中，<pattern>標籤將一個圓形定義為dots模式。patternUnits="userSpaceOnUse"表示<pattern>的寬度和長度是實際的畫素值。然後，指定這個模式去填充下面的矩形。

2.14 `<image>`標籤

<image>標籤用於插入圖片檔案。


<svg viewBox="0 0 100 100" width="100" height="100">
  <image xlink:href="path/to/image.jpg"
    width="50%" height="50%"/>
</svg>

上面程式碼中，<image>的xlink:href屬性表示影像的來源。

2.15 `<animate>`標籤

<animate>標籤用於產生動畫效果。


<svg width="500px" height="500px">
  <rect x="0" y="0" width="100" height="100" fill="#feac5e">
    <animate attributeName="x" from="0" to="500" dur="2s" repeatCount="indefinite" />
  </rect>
</svg>

上面程式碼中，矩形會不斷移動，產生動畫效果。

<animate>的屬性含義如下。

attributeName：發生動畫效果的屬性名。

from：單次動畫的初始值。

to：單次動畫的結束值。

dur：單次動畫的持續時間。

repeatCount：動畫的迴圈模式。

可以在多個屬性上面定義動畫。


<animate attributeName="x" from="0" to="500" dur="2s" repeatCount="indefinite" />
<animate attributeName="width" to="500" dur="2s" repeatCount="indefinite" />

2.16 `<animateTransform>`標籤

<animate>標籤對 CSS 的transform屬性不起作用，如果需要變形，就要使用<animateTransform>標籤。


<svg width="500px" height="500px">
  <rect x="250" y="250" width="50" height="50" fill="#4bc0c8">
    <animateTransform attributeName="transform" type="rotate" begin="0s" dur="10s" from="0 200 200" to="360 400 400" repeatCount="indefinite" />
  </rect>
</svg>

上面程式碼中，<animateTransform>的效果為旋轉（rotate），這時from和to屬性值有三個數字，第一個數字是角度值，第二個值和第三個值是旋轉中心的座標。from="0 200 200"表示開始時，角度為0，圍繞(200, 200)開始旋轉；to="360 400 400"表示結束時，角度為360，圍繞(400, 400)旋轉。

三、JavaScript 操作

3.1 DOM 操作

如果 SVG 程式碼直接寫在 HTML 網頁之中，它就成為網頁 DOM 的一部分，可以直接用 DOM 操作。


<svg
  id="mysvg"
  xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"
  viewBox="0 0 800 600"
  preserveAspectRatio="xMidYMid meet"
>
  <circle id="mycircle" cx="400" cy="300" r="50" />
<svg>

上面程式碼插入網頁之後，就可以用 CSS 定製樣式。


circle {
  stroke-width: 5;
  stroke: #f00;
  fill: #ff0;
}

circle:hover {
  stroke: #090;
  fill: #fff;
}

然後，可以用 JavaScript 程式碼操作 SVG。


var mycircle = document.getElementById('mycircle');

mycircle.addEventListener('click', function(e) {
  console.log('circle clicked - enlarging');
  mycircle.setAttribute('r', 60);
}, false);

上面程式碼指定，如果點選圖形，就改寫circle元素的r屬性。

3.2 獲取 SVG DOM

使用<object>、<iframe>、<embed>標籤插入 SVG 檔案，可以獲取 SVG DOM。


var svgObject = document.getElementById('object').contentDocument;
var svgIframe = document.getElementById('iframe').contentDocument;
var svgEmbed = document.getElementById('embed').getSVGDocument();

注意，如果使用<img>標籤插入 SVG 檔案，就無法獲取 SVG DOM。

3.3 讀取 SVG 原始碼

由於 SVG 檔案就是一段 XML 文字，因此可以透過讀取 XML 程式碼的方式，讀取 SVG 原始碼。


<div id="svg-container">
  <svg
    xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"
    xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
    xml:space="preserve" width="500" height="440"
  >
    <!-- svg code -->
  </svg>
</div>

使用XMLSerializer例項的serializeToString()方法，獲取 SVG 元素的程式碼。


var svgString = new XMLSerializer()
  .serializeToString(document.querySelector('svg'));

3.4 SVG 影像轉為 Canvas 影像

首先，需要新建一個Image物件，將 SVG 影像指定到該Image物件的src屬性。


var img = new Image();
var svg = new Blob([svgString], {type: "image/svg+xml;charset=utf-8"});

var DOMURL = self.URL || self.webkitURL || self;
var url = DOMURL.createObjectURL(svg);

img.src = url;

然後，當影像載入完成後，再將它繪製到<canvas>元素。


img.onload = function () {
  var canvas = document.getElementById('canvas');
  var ctx = canvas.getContext('2d');
  ctx.drawImage(img, 0, 0);
};

四、例項：折線圖

下面將一張資料表格畫成折線圖。


Date |Amount
-----|------
2014-01-01 | $10
2014-02-01 | $20
2014-03-01 | $40
2014-04-01 | $80

上面的圖形，可以畫成一個座標系，Date作為橫軸，Amount作為縱軸，四行資料畫成一個資料點。


<svg width="350" height="160">
  <g class="layer" transform="translate(60,10)">
    <circle r="5" cx="0"   cy="105" />
    <circle r="5" cx="90"  cy="90"  />
    <circle r="5" cx="180" cy="60"  />
    <circle r="5" cx="270" cy="0"   />

    <g class="y axis">
      <line x1="0" y1="0" x2="0" y2="120" />
      <text x="-40" y="105" dy="5">$10</text>
      <text x="-40" y="0"   dy="5">$80</text>
    </g>
    <g class="x axis" transform="translate(0, 120)">
      <line x1="0" y1="0" x2="270" y2="0" />
      <text x="-30"   y="20">January 2014</text>
      <text x="240" y="20">April</text>
    </g>
  </g>
</svg>

五、參考連結

Jon McPartland, An introduction to SVG animation
Alexander Goedde, SVG - Super Vector Graphics
Joseph Wegner, Learning SVG
biovisualize, Direct svg to canvas to png conversion
Tyler Sticka, Cropping Image Thumbnails with SVG
Adi Purdila, How to Create a Loader Icon With SVG Animations

（完）

SVG 影像入門教程

一、概述

二、語法

2.1 <svg>標籤

2.2 <circle>標籤

2.3 <line>標籤

2.4 <polyline>標籤

2.5 <rect>標籤

2.6 <ellipse>標籤

2.7 <polygon>標籤

2.8 <path>標籤

2.9 <text>標籤

2.10 <use>標籤

2.11 <g>標籤

2.12 <defs>標籤

2.13 <pattern>標籤

2.14 <image>標籤

2.15 <animate>標籤

2.16 <animateTransform>標籤