canvas 圖片、文字模糊問題

lzxxxxxxxxx發表於2018-05-03
Canvas

注：[n]標識為遺留問題，在文章末尾遺留問題部分有詳細解釋說明。

之前做了一個線上給圖片新增文字框的工具，大體思路是先把圖片載入到一個 DOM 結構中，然後通過 html2canvas 匯出到一個canvas，最後通過 canvas 自帶的 toDataURL 方法匯出成圖片。

這個思路並不複雜，但是中間遇到幾個小問題：

  1. 跨域圖片的匯出問題：你可以把圖片繪製到 canvas 中，但是不能做任何有關匯出資料的操作（比如 toDataURL ），因為 canvas 認為它自己是被汙染（tainted）的。（當然本地上傳的圖片是不存在這個問題的）

    This protects users from having private data exposed by using images to pull information from remote web sites without permission.

    ——出自 canvas-todataurl-securityerror

    大概意思是說，這樣可以保護使用者隱私資料不被暴露。

  2. 在 retina 螢幕上canvas 的內容顯示變模糊。

  3. 圖片模糊就算了，為什麼fillText輸入的文字也會模糊？而且匯出來會清晰一點（但是還是模糊）

解決過程：

  1. 第一個問題其實就是解決我們熟悉的跨域問題。這個工具的主要使用場景是在海外的 i8n 專案，圖片一般放在海外的圖片伺服器上。我給圖片新增 crossorigin:anonymous 不生效，所以決定換條路。

    既然傳統的跨域用法是失敗的，但是我們知道 <img> 的 src 屬性可以用 base64編碼後的資料表示圖片的內容，這樣不會存在跨域問題。所以我想用 FileReader 轉換圖片格式。但是後來才發現 FileReader 同樣不允許處理跨域資源…計劃泡湯。

    然後發現這麼個工具CORS Anywhere，是給你的請求頭部加 CORS header 的。這樣一來應該可以解決跨域問題。（未具體嘗試）

  2. 這個問題才是今天想講的主題。

    先把網上的解決方法貼出來：

    devicePixelRatio = window.devicePixelRatio || 1,
backingStoreRatio = context.webkitBackingStorePixelRatio || 1,
ratio = devicePixelRatio / backingStoreRatio;

var w = $("#code").width();
var h = $("#code").height();

//要將 canvas 的寬高設定成容器寬高的 2 倍
var canvas = document.createElement("canvas");
canvas.width = w * ratio;
canvas.height = h * ratio;
canvas.style.width = w + "px";
canvas.style.height = h + "px";
var context = canvas.getContext("2d");
//然後將畫布縮放，將影象放大兩倍畫到畫布上
context.scale(ratio,ratio);
複製程式碼

    上面的程式碼我們分兩部分看，先忽略上面定義 ratio 值的部分，往下看。 說明一下，canvas 的屬性 width/height和樣式表裡指定的寬高不同，前者確定了這個畫布的內容大小，而後者只是顯示上的大小。所以上面程式碼就不難理解了，其實是把畫布的內容高寬放大二倍，而樣式上不變，視覺上就會變得精細很多，和二倍圖的原理基本上是類似的。

    道理我都懂，但是程式碼開頭那一大堆在算什麼？

    按照上面的邏輯來說，我們只需要通過 devicePixelRatio 判斷裝置是不是 retina 螢幕（不嚴格地說）就可以了。為什麼要算他和backingStoreRatio的比值，這又是個什麼東西？

    我們在往 canvas 裡畫任何東西的時候，實際上瀏覽器都在把這些寫到了一個後備儲存空間裡。瀏覽器在重新繪製到螢幕時候，資料就是來自這裡。webkitBackingStorePixelRatio這個值告訴我們的是後備空間相對 canvas 本身容量的大小。

    現在我們知道了這個值的作用，它是如何控制展示的？

    1x1x1

    上圖展示的是 dpr:bk === 1 的情況，就像沒有出現 retina 螢幕這件事一樣，匯出和匯入兩不相干。 關鍵是兩者值都為2的時候也是如此。所以即使是在 retina 螢幕上，也有可能不做多餘的程式碼處理圖片也可以很清楚。這也是為什麼我們說計算 ratio 的值時我們要算二者的比值而不是單純用 dpr。 而且這兩個更多時候確實沒有任何關係，並不是 dpr 為2 bk 的值就也一定高。

    1x1x1
    dpr:bk === 2問題出現了。我們原樣把圖片放進來，canvas 因為 bk 值為1所以沒有對圖片做其他處理，再展示到頁面上的時候就會模糊。這其實跟一般的圖片在 retina 螢幕上模糊的原因相同。

    比如我們有一個長寬都為30px的圖，放到 retina 螢幕上佔有 30 csspx 的寬度，但是實際上填充他寬度的有60個物理畫素。我們的圖片只提供了30個已知的畫素值，其餘的30個只能靠瀏覽器根據周圍的畫素點去計算。所以會模糊。

  3. 下面來討論為什麼文字模糊的問題。 剛開始看到文字模糊的時候覺得沒什麼難理解的，明顯是和圖片一個套路。但是細想覺得不對，圖片是因為在 dpr 為2的情況下，圖片內容寬和圖片樣式寬卻是相等的所以模糊。但是文字在我打到頁面上到畫到 canvas 的過程中，實際畫素數是足夠的，為什麼會模糊？

    在查了部分資料之後發現，在頁面上字型的展示和在 Canvas 裡 用fillText 去繪製文字是不一樣的，後者其實是在 canvas 裡「畫」字，而這個畫的結果的展示單元和上面圖片是一樣的，到現在為止我們可以把這個過程和圖片展示想成相同的了。

    至於為什麼下載後會清楚一些但是卻不「那麼清楚」，我們當做兩個問題來解答。 為什麼會清楚一些？因為模糊實際上是瀏覽器渲染時候的行為，下載之後檢視圖片是沒有這個畫素估算的過程的。 為什麼卻不那麼清楚？詳細的我不想講了，具體的可以看這個回答

遺留問題： [1]: 傳送的 file 協議的請求到伺服器端判斷跨域的時候和 http 是一樣的標準嗎？我個人覺得其實應該是的，因為同源策略本身的目的就是出於安全，這一點和你客戶端的協議其實是沒關係的。

參考文章：

High DPI Canvas

裝置畫素，裝置獨立畫素，CSS畫素

Canvas text rendering (blurry)

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