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一、Canvas基础

  1. 核心概念

    • Canvas是位图绘图区域,通过JavaScript(或Python等)动态绘制图形。

    • 坐标系:左上角为原点 (0, 0),x向右递增,y向下递增。

    • 绘图流程:

      const canvas = document.getElementById('canvas');
      const ctx = canvas.getContext('2d'); // 获取2D渲染上下文

  2. 基本绘图指令

    • 路径绘制

      • beginPath() 开始路径

      • moveTo(x, y) 移动画笔

      • lineTo(x, y) 画线

      • arc(x, y, radius, startAngle, endAngle) 画弧

      • closePath() 闭合路径

      • stroke() 描边 / fill() 填充

    • 矩形

      • rect(x, y, width, height)

      • strokeRect() / fillRect()

  3. 样式控制

    • 颜色:strokeStylefillStyle(支持HEX、RGB、RGBA)

    • 线宽:lineWidth

    • 线型:lineCap(端点样式), lineJoin(拐角样式)

    • 阴影:shadowColorshadowBlurshadowOffsetX/Y


二、高级绘图技术

  1. 变换与状态管理

    • 平移:translate(x, y)

    • 旋转:rotate(angle)

    • 缩放:scale(sx, sy)

    • 状态栈:save() 和 restore() 保存/恢复绘图状态(样式、变换等)。

  2. 图像操作

    • 绘制图像:drawImage(image, x, y, width, height)

    • 图像裁剪:drawImage 的9参数版本。

    • 像素操作:getImageData() / putImageData() 直接操作像素数据。

  3. 文本绘制

    • fillText(text, x, y) / strokeText(text, x, y)

    • 字体样式:font(如 '20px Arial'

    • 对齐:textAligntextBaseline

  4. 复合与裁剪

    • 全局透明度:globalAlpha

    • 混合模式:globalCompositeOperation(如 'source-over''lighter'

    • 裁剪路径:clip()


三、动画与交互

  1. 动画基础

    • 使用 requestAnimationFrame 实现帧循环。

    • 清除画布:clearRect(0, 0, width, height)

    • 示例:移动小球动画。

  2. 事件交互

    • 监听鼠标/触摸事件:

      canvas.addEventListener('click', (e) => {const x = e.clientX - canvas.offsetLeft;const y = e.clientY - canvas.offsetTop;// 绘制交互图形
      });

  3. 性能优化

    • 避免频繁重绘(使用离屏Canvas缓存复杂图形)。

    • 减少不必要的状态变更(如重复设置样式)。


四、常见应用场景

  1. 游戏开发

    • 精灵(Sprite)渲染、碰撞检测、粒子效果。

  2. 数据可视化

    • 动态图表、自定义进度条、地图绘制。

  3. 图像处理

    • 滤镜(灰度、模糊)、像素级操作(如边缘检测)。

  4. 创意绘图

    • 分形图形、生成艺术、手写板。


五、扩展知识

  1. WebGL(3D Canvas)

    • 通过 canvas.getContext('webgl') 进入3D绘图领域。

  2. Canvas库

    • 简化库:Fabric.jsKonva.jsPaper.js

  3. 跨平台框架

    • 移动端:React Native CanvasFlutter CustomPaint


六、调试与工具

  1. 调试技巧

    • 使用 console.log 输出绘图状态。

    • 检查Canvas尺寸是否被CSS拉伸(需显式设置width/height属性)。

  2. 开发工具

    • Chrome开发者工具:检查Canvas元素、捕获帧。


七、Python中的Canvas(如Tkinter)

  1. Tkinter Canvas

    • 基础绘图:create_line()create_rectangle()create_oval()

    • 交互:bind() 事件绑定(如 <Button-1>)。

    • 动画:通过 after() 定时更新。


学习建议

  1. 动手实践:从简单图形(如时钟、贪吃蛇)开始。

  2. 参考文档

    • MDN Canvas教程

    • Tkinter官方文档(Python方向)。

通过掌握以上框架,你可以逐步深入Canvas的各类应用场景,结合项目需求灵活运用绘图技术。


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