canvas 基礎系列（一）之實現抽獎刮刮卡（橡皮擦）

木子七發表於2017-08-07
原文網址 : https://juejin.im/post/59881ced51882525bd3562ab
Canvas

筆主最近一個多月以來 “深入“ 研究了 canvas 的實現原理，一口氣讀完了 《HTML5 Canvas 核心技術》這本書；而這一切以及這篇文章的誕生，都源於筆主公司的一位實習產品經理~
這位實習生擁有剛畢業時的血氣方剛，以及天馬行空的想象力；他從未考慮過專案的實際需求，以及上線時間成本，在我們公司以注重產品功能為導向的氛圍中，自成一派，成為一股清流 ?
一個推廣的小頁面，需要有山有水，有天空有流星，手指放上去還得泛起漣漪，拿到需求文件時嚇得我趕緊上 GG 搜 demo，這時我發現單個 demo 都能很好的執行在頁面中，可是當他們合併以後，在瀏覽器除錯皮膚中一行行鮮紅的文字不停的拍打著我的臉頰。我突然發現自己在遇到一些奇葩需求時，是多麼的無助。因為我不會 canvas 啊！
本系列文章旨在與大家分享筆主這段時間學習 canvas 的經驗，由淺入深，將自己實際工作過程中抄過的 demo （什麼？做個抽獎？評估時間？你等等，我搜下 demo…… 哦，不用評估時間了，已經改好了）都一一實現一遍，讓媽媽再也不用擔心我們遇到奇葩需求啦！

原文地址 喜歡就給我個大大的 ✨ 吧！

先上預覽 demo

scratchCard
scratchCard

我們假設我們的讀者都非常熟悉 javascript 原生語法。

本章涉及到的知識點

  • context 繪圖環境
    我們可以通過 canvas 標籤來新建一個 canvas 畫布，這個 canvas 畫布使得我們可以在瀏覽器中操作畫布內的畫素，來實現繪製圖形，動畫等功能；
    想要操作 canvas 畫布裡的內容，只能使用 javascript，千萬別嘗試用 css3 的動畫屬性去操作它，沒鳥用~

我們想要操作 canvas，首先需要獲取這個 canvas 物件

<canvas id="canvas" width="250" height="50"></canvas>複製程式碼
    // 獲取 canvas 物件
let canvas = document.getElementById('canvas'),  
    // 獲取 cavans 繪圖環境物件，引數為 2d
    context = canvas.getContext('2d');複製程式碼

context 是繪圖環境物件，如果你在瀏覽器中輸出 context，你會發現裡面包含了許多屬性，如：fillStyle strokeStyle等，以及一些函式方法，arc() rect() save() restore() clip()等等。


  • 繪製基本圖形

矩形

context.rect($x, $y, $width, $height)

矩形是最簡單的影象繪製了；

? 引數：
$x $y：分別對應矩形左上角在 canvas 畫布中的座標；
$width $height：就是矩形的寬高啦；

⚠️ 不過值得注意的是，呼叫這個方法，~只是繪製的矩形的路徑~，該路徑是不可見的，除非你在後面呼叫 context.fill() 和 context.stroke() 方法，進行填充或者描邊。

填充描邊的表現形式取決於 context 繪圖環境的 fillStyle和strokeStyle屬性的值。

圓形

context.arc($x, $y, $radius, $start_radian, $end_radian [, $clockwise])

圓形稍微複雜一丟丟，不過也很簡單啦。

? 引數：
$x $y：代表圓的圓心在 canvas 畫布中的座標點；
$radius：圓的半徑，半徑，是半徑，不是直徑！
$start_radian $end_radian：起始角和終止角，他們接收的值只能是弧度。

記得圓周率麼？記得3.14是啥不，在 javascript 中 Math.PI 就代表的 π ；
簡單的說，圓有360°，而一個 π 是180°，你想畫個整圓，就是從 0° 到 360° 走一圈，Math.PI * 2；你想畫個半圓，就是 0° 到 180°，Math.PI；

$clockwise：傳入布林值，false 圓由順時針繪製；true 圓由逆時針繪製。

和矩形相同，這個方法也只是繪製了一個路徑，想要在頁面顯示，任然是需要呼叫 context.fill() 和 context.stroke() 兩個方法。

當前路徑

context.beginPath()
我們在建立一個集合圖形之前，都應當先呼叫該方法，該方法會清除上一次繪製時留下的路徑，並將本次繪製的路徑作為 ~當前路徑~。

繪製矩形和圓

let canvas = document.getElementById('canvas'),
    context = canvas.getContext('2d');

/**
 * 繪製一個矩形
 * @param {Num} x      矩形的左上角 x 軸的位置
 * @param {Num} y      矩形的左上角 y 軸的位置
 * @param {Num} width  矩形的寬度
 * @param {Num} height 矩形的高度
 */
function drawRect(x, y, width, height) {
    context.beginPath();               // 清空上一次的路徑
    context.rect(x, y, width, height); // 建立一個矩形路徑
    context.fill();                    // 將該矩形路徑填充為繪圖環境指定的填充顏色 context.fillStyle
}

/**
 * 繪製一個圓形
 * @param {Num} centerX  圓心 x 軸座標
 * @param {Num} centerY  圓心 y 軸座標
 * @param {Num} radius   圓的半徑
 */
function drawCircle(centerX, centerY, radius) {
    context.beginPath();
    context.arc(centerX, centerY, radius, 0, Math.PI * 2, false);
    context.fill();
}

drawRect(0, 0, 100, 100);
drawCircle(160, 50, 50);複製程式碼


  • 清除畫布內容
    context.clearRect($x, $y, $width, $height)
    該方法，擦除規定矩形中的所有內容；引數同繪製矩形是一樣的，只不過這是清除！


  • canvas 的狀態

canvas 的狀態包括了：

  1. 當前座標變換資訊，transform 的東西，不用擔心，本章並不涉及；
  2. 剪輯區域，這是本章的核心，context.clip() 後面會詳細講到；
  3. 所有繪圖環境（context）屬性，也就剛剛提到的，fillStyle[規定填充的顏色] strokeStyle[規定描邊的顏色]，這些狀態決定的 canvas 中繪製的影象的展示效果，他們是全域性的，也就是說一旦規定了fillStyle為紅色，那麼除非在 javascript 後面重置這個屬性，否則你將來繪製出來的幾何圖形永遠都是紅色的。
context.fillStyle = 'red';
drawRect(0, 0, 100, 100);   // -> red
drawRect(110, 0, 100, 100); // -> red

context.fillStyle = 'blue';
drawRect(220, 0, 100, 100); // -> blue複製程式碼


  • canvas 的狀態儲存與恢復
    前面已經提到過，canvas 的狀態是什麼。
    而這裡引出的是繪圖環境中的兩個很重要的方法，save() 和 restore()。

如果有個需求，我想要先繪製一個紅色的矩形，接著繪製一個藍色的矩形，最後再繪製一個紅色的矩形

我們知道 javascript 是逐條同步執行的，那麼要實現上面的需求，我們需要先定義繪圖環境的填充顏色為紅色，繪製了第一個紅色矩形後，再定義繪圖環境的填充顏色為藍色，繪製，再定義繪圖環境的填充顏色為紅色，就像這樣：

context.fillStyle = 'red';
drawRect(0, 0, 100, 100);   // -> red

context.fillStyle = 'blue';
drawRect(110, 0, 100, 100); // -> blue

context.fillStyle = 'red';
drawRect(220, 0, 100, 100); // -> red複製程式碼

是不是覺得這樣做非常的傻~

此時 save() 和 restore() 就站出來說不了！

context.save()：能將執行該方法之前的所有 ~canvas 狀態~ 儲存下來；
context.restore() ：將 save 方法儲存的 ~canvas 狀態~ 釋放出來；

所以上面弱智的寫法，我們可以寫成這樣：

context.fillStyle = 'red';
drawRect(0, 0, 100, 100);    // - red 

context.save();

context.fillStyle = 'blue';
drawRect(110, 0, 100, 100);  // -> blue

context.restore();
drawRect(220, 0, 100, 100);  // -> red複製程式碼

save 方法儲存的是 context.fillStyle = 'red' 這個狀態，當設定這個狀態為藍色時，context 繪圖環境的 fillStyle 屬性變成了藍色，當執行 restore 方法時，又被恢復成了紅色。


  • 剪輯區域 clip()

context 繪圖環境物件提供了一個 context.clip() 剪輯區域方法，這也是本章實現橡皮擦功能的核心方法。

該方法會將 ~當前路徑~ 作為一個剪輯區域，使該區域以外的影象不可見。

並且在剪輯區域中，所有填充，清除等操作不會影響剪輯區域以外的內容。

所以我們可以建立一個剪輯區域，在這個剪輯區域中執行清除操作，就可以擦除 canvas 畫布中指定的內容。

drawRect(0, 0, 100, 100);

context.save();

// 建立一個圓形路徑，並作為剪輯區域，擦除該區域中的所有內容
drawCircle(0, 0, 50);
context.clip();
context.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);

context.restore();

drawRect(110, 0, 100, 100);複製程式碼


開始實現橡皮擦

本章需要用到的基礎知識就講到這裡啦，如果大家還有疑問，可以查閱 w3school 上的 canvas 文件

⚠️ 這個 demo 只能執行在手機上，瀏覽器需要開啟手機模擬。

? 思路：

  1. 定義一個公用繪製剪輯區域的方法 drawEraser() ，該方法會將當前的路徑作為剪輯路徑繪製，並::清除該路徑內的所有內容::；
  2. 手指按下時，觸發 touchstart 事件，開啟 dragging 狀態，呼叫 drawEraser() 方法，繪製第一個剪輯區域；
  3. 手指移動過程中，不斷的呼叫 drawEraser() 方法，繪製剪輯區域，實現橡皮擦效果。
<!DOCTYPE html>
<html>

<head>
    <title>橡皮擦</title>
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1.0, user-scalable=no">
</head>

<body>

    <canvas id="canvas" width="300" height="300" style="background: #eee">
        Canvas not supported
    </canvas>

    <script>
        var canvas = document.getElementById('canvas'),
            context = canvas.getContext('2d'),

            ERASER_SIZE = 15,  // 橡皮擦的大小

            dragging = false;  // 是否處在拖動狀態

        /**
         * 轉換座標值
         * 將滑鼠點選或移動時獲取的座標值，減去 canvas 相對視窗的座標值，就是在 canvas 畫布中的座標值
         * @param {Obj} e 手指當前相對視窗的座標位置
         */
        function windowToCanvas(e) {
            let x = e.targetTouches[0].clientX,
                y = e.targetTouches[0].clientY,
                bbox = canvas.getBoundingClientRect();

            return {
                x: x - bbox.left,
                y: y - bbox.top
            }
        }

        /**
         * 繪製剪輯區域，並清除該區域中的內容
         * @param {Obj} loc 手指當前相對 canvas 畫布中的座標位置
         */
        function drawEraser(loc) {
            context.save();
            context.beginPath();
            context.arc(loc.x, loc.y, ERASER_SIZE, 0, Math.PI * 2, false);
            context.clip();
            context.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
            context.restore();
        }

        /**
         * 頁面載入時，繪製一個鋪滿 canvas 畫布的矩形
         * 該矩形用於被擦除
         */
        window.onload = function (e) {
            context.save();
            context.fillStyle = '#666';
            context.beginPath();
            context.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
            context.restore();
        }

        /**
         * ① 手指按下時，開啟 dragging 狀態，並繪製剪輯區域
         */
        canvas.addEventListener('touchstart', function (e) {
            var loc = windowToCanvas(e);
            dragging = true;
            drawEraser(loc);
        })

        /**
         * ② 手指移動時，不斷進行剪輯區域的繪製，以及路徑更新，實現擦除的效果
         */
        canvas.addEventListener('touchmove', function (e) {
            var loc;

            if (dragging) {
                loc = windowToCanvas(e);
                drawEraser(loc);
            }
        })

        /**
         * ③ 手指離開，結束擦除過程
         */
        canvas.addEventListener('touchend', function (e) {
            dragging = false;
        })
    </script>
</body>

</html>複製程式碼

結語

  • 使用 canvas 實現橡皮擦功能是非常簡單的。我們可以把橡皮擦的形狀換成矩形，多邊形，五角星等等；只需要改變繪製剪輯區域的路徑就行了；

  • 刮刮卡的功能，也完全是由橡皮擦功能實現的，我們可以把 canvas 的背景圖片設定為開獎的內容，文字等，用一個陣列將這些圖片的路徑包含進去，每次載入頁面時，隨機呼叫一個陣列元素；

  • 這期內容就講到這裡，下期帶大家用 canvas 實現 大轉盤抽獎，九宮格抽獎。3Q，阿里呀多。

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