HTML5 Canvas處理頭像上傳

最近社群系統需要支援移動端，其中涉及到使用者頭像上傳，頭像有大中小三種尺寸，在PC端，社群用Flash來處理頭像編輯和生成，但該Flash控制元件的介面不友好而且移動端對Flash的支援不好，考慮到這些問題，最後我們選用Canvas來完成影像尺寸縮放和圖片資料獲取。

等邊處理

頭像一般都是正方形，首先我們需要獲取圖片寬度和高度的最小值，用該最小值作為邊長居中裁剪圖片，最終得到一個正方形的圖片：

var ImageEditor = function() {
    // 用離線canvas處理圖片資料
    this.canvas = document.createElement('canvas');
    this.context = this.canvas.getContext('2d');
};
var fn = ImageEditor.prototype;
fn.resizeCanvas = function(width, height) {
    this.canvas.width = width;
    this.canvas.height = height;
};
fn.clipSquareImage = function(url, callback) {
    var that = this,
        img = new Image();
    img.src = url;
    img.onload = function() {
        // 取寬高最小值作為正方形邊長
        var eLength = Math.min(img.width, img.height),
            picture = img;
        // canvas不支援區域性截圖，截圖前必須先調節canvas的寬高
        that.resizeCanvas(eLength, eLength);
        // 將圖片以居中裁剪的方式畫到canvas中。
        // drawImage支援9個引數：圖片物件，圖片上的剪下座標XY，
        // 剪下寬高，圖片在canvas上的座標XY及圖片寬高
        that.context.drawImage(picture,
            (picture.width - eLength) / 2, (picture.height - eLength) / 2,
            eLength, eLength, 0, 0, eLength, eLength);
        // 截圖，即獲取base64資料
        callback.call(that, that.canvas.toDataURL('image/png'));
    };
};

Canvas元素大小限制問題

上述clipSquareImage函式中，由於canvas.toDataURL介面不提供寬高引數，只能夠一次性把整個canvas的螢幕資料擷取下來，所以在對Canvas截圖前，我們必須先設定Canvas元素的大小。然而移動端拍照的解析度極高，寬高大多會在3000以上，當我們根據相片寬高的最小值來設定Canvas的尺寸時，Canvas元素的最小寬度也高達到3000以上。

問題在於，每個平臺對Canvas的大小都有限制，如果Canvas的寬度或高度任意一個值超過了平臺限制，Canvas將無法進行渲染，canvas.toDataURL只能獲取一張透明的圖片資料。

Maximum size of a canvas element中提到了部分平臺下Canvas的尺寸限制：

chrome          = 32767x32767
iPod Touch 16GB = 1448x1448
iPad Mini       = 2290x2289
iPhone 3        = 1448x1448
iPhone 5        = 2290x2289

參考以上資料，我們先給Canvas設定一個最大的寬度：

var MAX_WIDTH = 1000;

在clipSquareImage函式中加入最大寬度的檢測，如果超過限制，則建立一個臨時的canvas進行圖片縮放處理，最後對該臨時的Canvas進行居中剪下：

fn.clipSquareImage = function(url, callback) {
    var that = this,
        img = new Image();
    img.src = url;
    img.onload = function() {
         // 取圖片寬高和Canvas的最大寬度的最小值作為等邊長
        var eLength = Math.min(img.width, img.height, MAX_WIDTH),
            // 剪下物件
            picture = img,
            tempEditor,
            ratio;
            // 如果圖片尺寸超出限制
            if (eLength === MAX_WIDTH) {
                // 建立一個臨時editor
                tempEditor = new ImageEditor();
                ratio = img.width / img.height;
                // 按圖片比例縮放canvas
                img.width < img.height ？
                    tempEditor.resizeCanvas(MAX_WIDTH * ratio, MAX_WIDTH) ：
                    tempEditor.resizeCanvas(MAX_WIDTH, MAX_WIDTH / ratio);
                tempEditor.context.drawImage(img, 0, 0, tempEditor.canvas.width, tempEditor.canvas.height);
                // 將臨時Canvas作為剪下物件
                picture = tempEditor.canvas;
                eLength = Math.min(tempEditor.canvas.width, tempEditor.canvas.height);
            }
            // 居中剪下
            // ... ...
            // 截圖操作
            // ... ...
    };
};

Canvas鋸齒問題

上面我們已經能夠通過Canvas裁剪出一張正方形的圖片，接下來我們還需要處理頭像圖片大中小三種尺寸。在Canvas中，drawImage介面提供非常方便的縮放功能：

var editor = new ImageEditor;
// 將圖片縮放到300x300
// drawImage支援5個引數：圖片物件，及圖片在canvas上的座標和寬高
editor.context.drawImage(squareImage, 0, 0, 300, 300);

然而大尺寸圖片直接用drawImage進行縮小處理會導致圖片出現鋸齒。在stack overflow上HTML5 canvas drawImage: how to apply antialiasing提出了一個方案：對圖片進行若干次的等比例縮小，最後再放大到目標尺寸：

參考這個方案，我們可以實現antialiasScale抗鋸齒縮放函式：

fn.antialisScale = function(img, width, height) {
    var offlineCanvas = document.createElement('canvas'),
        offlineCtx = offlineCanvas.getContext('2d'),
        sourceWidth = img.width,
        sourceHeight = img.height,
        // 縮小操作的次數
        steps = Math.ceil(Math.log(sourceWidth / width) / Math.log(2)) - 1,
        i;
    // 渲染圖片
    offlineCanvas.width = sourceWidth;
    offlineCanvas.height = sourceHeight;
    offlineCtx.drawImage(img, 0, 0, offlineCanvas.width, offlineCanvas.height);
    // 縮小操作
    // 進行steps次的減半縮小
    for(i = 0; i < steps; i++) {
        offlineCtx.drawImage(offlineCanvas, 0, 0,
            offlineCanvas.width * 0.5, offlineCanvas.height * 0.5);
    }
    // 放大操作
    // 進行steps次的兩倍放大
    this.context.drawImage(offlineCanvas, 0, 0,
        offlineCanvas.width * Math.pow(0.5, steps), 
        offlineCanvas.height * Math.pow(0.5, steps),
        0, 0, width, height);
};

我們可以用這個函式代替drawImage完成縮放工作，生成頭像圖片的三種尺寸：

fn.scaleSquareImage = function(url, sizes, callback) {
    var that = this;
    // 先裁剪一個正方形
    that.clipSquareImage(url, sizes, function(data) {
        var squareImage = new Image(),
            result = [],
            i;
        squareImage.src = data;
        // 抗鋸齒縮放
        for (i = 0; i < sizes.length; i++) {
            that.antialisScale(squareImage, sizes[i], size[i]);
            result.push(that.canvas.toDataURL('image/png'));    
        }
        callback.call(that, result);
    });
};

PHP儲存base64圖片資料

Canvas.toDataURL()獲取的預設影像資料格式是：data:image/png;base64, + base64資料：

data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAAUAAAAFCAYAAACNbyblAAAADElEQVQImWNgoBMAAABpAAFEI8ARAAAAAElFTkSuQmCC

當把Canvas截圖資料傳給後臺時，後臺需要截斷開頭的欄位data:image/png;base64,，獲取後面那串真正的base64資料：

<?php
    $imgData = $_POST['imgData'];
    // 擷取有用的部分
    list($type, $imgData) = explode(';', $imgData);
    list(, $imgData)      = explode(',', $imgData);
    // base64 編碼中使用了加號，
    // 如果通過url傳遞base64資料，+號會轉換成空格
    $imgData = str_replace(' ', '+', $imgData);
    // 儲存檔案
    $success = file_put_contents('PATH/XXX.png', base64_decode($imgData));

參考

• Save a Base64 Encoded Canvas image to a png file using PHP
• Html5 canvas drawImage: how to apply antialiasing
• Maximum size of a canvas element
• How to save a PNG image server-side, from a base64 data string
• How to send FormData objects with Ajax-requests in jQuery