Canvas painting что это
CANVAS шаг за шагом: Основы
Предварительная «настройка» нашего холста
У нашего подопытного тега есть всего два атрибута — height и width, высота и ширина соответственно, по умолчанию размер холста 150х300 пикселей.
Стоит отметить что canvas создает область фиксированного размера содержимым которого управляют контексты.
Элементарный пример:
Если сохранить эти несчастные 13 строк в файл и открыть его браузером, то можно будет увидеть область с чёрным прямоугольником, так вот это и есть тот самый холст, на котором нарисован прямоугольник размеры которого равны размерам canvas’а.
Прямоугольники
Самой элементарной фигурой которую можно рисовать является прямоугольник. Предусмотрено три функции для отрисовки прямоугольников.
Пример иллюстрирующий работу этих функций:
А теперь краткий построчный разбор:
в строках 10 и 11 мы изменили размер холста — чтоб бы задуманное нами изображение полностью отобразилось,
в строках 12 и 13 мы нарисовали два не закрашенных прямоугольника которые будут символизировать своеобразную рамку нашей «шахматной доски»,
в строке 14 отрисовываем закрашенный прямоугольник размеры которого бы позволил вместить в себе 64 квадрата с шириной стороны 32 пикселя,
в строках с 15 по 19 у нас работает два цикла которые очищают на чёрном прямоугольнике квадратные области в таком порядке что бы в итоге полученное изображение было похоже на шахматную доску
Линии и дуги
Рисование фигур составленных из линий выполняется последовательно в несколько шагов:
beginPath используется что бы «начать» серию действий описывающих отрисовку фигуры. Каждый новый вызов этого метода сбрасывает все действия предыдущего и начинает «рисовать» занова.
closePath является не обязательным действием и по сути оно пытается завершить рисование проведя линию от текущей позиции к позиции с которой начали рисовать.
Завершающий шаг это вызовом метода stroke или fill. Собственно первый обводит фигуру линиями, а второй заливает фигуру сплошным цветом.
Те кто когда-то на школьных 486х в былые годы рисовал в бейсике домик, забор и деревце по задумке учителя тот сразу поймёт часть ниже. Итак, существуют такие методы как,
Пример ниже показывает действие всего описанного выше:
В строке 14 заливается цветом дуга, в строке 22 обводится контур нашей короны.
Кривые Бернштейна-Безье
Что такое кривые Безье я думаю лучше объяснит Википедия.
Нам доступно две функции, для построения кубической кривой Бизье и квадратичной, соотвестствено:
x и y это точки в которые необходимо перейти, а координаты P(Px, Py) в квадратичной кривой это дополнительные точки которые используются для построения кривой. В кубическо кривой соответственно две дополнительные точки.
Пример двух кривых:
Добавим цвета
Что бы наше изображение было не только двух цветов, а любого цвета предусмотрено, два свойства
Цвет задается точно так же как и css, на примере все четыре способа задания цвета
Аналогично задаётся и цвет для линий.
Возьмём пример с шахматной доской и добавим в него немного цвета:
Задача
Что бы усвоить информацию и закрепить прочитанное на практике я всегда ставлю перед собой не большую цель которая бы одновременно охватывала всё прочитанное и одновременно процесс достижения которой было бы интересен мне самому. В данном случае я попытаюсь отрисовать уровень одной из моих самых любимых в детстве игр. Собственно за не имением времени — добавлять жизнь на него я не буду, а сделаю максимально понятный код охватывающий практически всё то что сегодня здесь описал.
Я воспроизвел один из уровней игры BattleCity известную у нас как Танчики, а вот и ссылка на pastebin на случай если не будет откликаться дропбокс.
На последок комментарий по примеру. В спецификациях картинки которую может выдавать Денди разрешение экрана должно быть 256×240 пикселей.
Поле боя в общеизвестнных Танчиках размером 13х13 больших блоков. Каждый из которых нарисован 4мя повторяющимися спрайтами (коих по общему подсчёту выходит на карте 26х26=676). Итак прикинем как было в оригинале по пикселам и как это правильно масштабировать. Если поделить 240 на 26 то выйдет что целая часть от деления будет 8. Получается что размерность текстуры была 8х8 пиксела т.е. размер поля боя 208х208, а большого блока 16х16. Ширина должна быть 256 пикселов. Сейчас вычислим размер правого столбца с дополнительной информацией и размер полей сверху/снизу. Справа если присмотреться ширина составляет размерность в два блока, итого 2*16=32. У нас уже 32+208=240 слева поле 16, а снизу и сверху соответственно так же по 16 пикселов. Собственно в моём примере размерность большого блока заключена в переменной cellSize, собственно все вычисления делаются иходя из её размеров. Можете по экспериментировать и поменять её значение, настоятельно рекомендую делать его кратным степеням двойки (16, 32, 64, 128. ), если хотите чтоб всё выглядело так как на старом добром денди то устанавливайте её значение равным 16. Хотя и при любых других значениях всё выглядит нормально. Если то как я пишу понравится кому-то кроме меня, то напишу продолжение, а то что в нём будет пока утаю
Canvas F.A.Q
Несколько дней назад я предложил позадавать на Хабре интересующие вопросы по Canvas. Под Хабракатом — ответы на 27 вопросов.
1. Зачем нужен Canvas, что это вообще такое, какова поддержка браузерами, какова основная область применения, насколько развиты фреймворки, примеры?
Canvas — низкоуровневое API для отрисовки графики. Поддерживается всеми современными браузерами. Естественно, не поддерживается устаревшими версиями IE (8 и ниже)
Фреймворки развиваются, хотя им ещё нужно повзрослеть. Базовые примеры можно найти на MDC. Более мощные примеры можно поискать на сайтах а-ля Chrome Experiments или в примерах приложений на фреймворках, например LibCanvas
2. Когда нужно использовать Canvas, а когда Flash?
Flash быстрее, кроссбраузернее, с хорошими инструментами и фреймворками.
Canvas сейчас используется, в основном, энтузиастами и экспериментаторами.
Особой причины уходить с рынка флешерам нету.
Но Canvas’ом занимаются такие крупные игроки, как Google, Mozilla, Apple, Microsoft, все они оптимизируют и ускоряют отрисовку Canvas, постепенно отмирают старые браузеры и приходят новые. Посмотрите на Firefox 2.0 и Firefox 4.0. За три года скорость увеличилась на порядок и основной скачок сделан именно с выходом четвёртой версии. Аналогично — Опера. Также, за это время успел появиться Хром и выпустить уже 12 мажорных версий своего браузера. В общем, у HTML5 и Canvas в частности — светлое будущее.
3. Когда использовать Canvas, а когда SVG?
Это холиварная тема. Есть разные взгляды на неё.
Почитайте это обсуждение: habrahabr.ru/blogs/javascript/114129/#comment_3678242
Посмотрите эту картинку:
Почитайте статью «Thoughts on when to use Canvas and SVG»
С одной стороны, при использовании Canvas необходимо будет реализовывать то, что уже реализовано в SVG. С другой стороны, в Canvas можно применить такие оптимизации, которые в SVG невозможны, например отрисовка из кеша.
На мобильных телефонах актуально использование CSS3 вместо SVG и Canvas, т.к. оно ускоряется аппаратно и очень плавно работает.
4. Какую литературу почитать?
Рекомендую начать с Mozilla Developers Network, там очень классно и с примерами описаны основы Canvas. После этого придумайте себе задание и постарайтесь его реализовать. API — очень простой, тут главное — опыт.
Есть свежая книжка «HTML5 Canvas» издательства O’Reilly Media. Я не читал, но O’Reilly обычно выпускают классные книжки.
5. Как сделать скриншот Canvas?
Есть небольшая библиотека canvas2image она позволяет сохранять Canvas что на сервер, что на клиент. На клиенте сохранение производится при помощи toDataURL. На сервере получается содержимое при помощи getImageData, транслируется в base64 код и отправляется POST-запросом. На сервере достаточно сделать что-то типа такого кода:
Если «Скриншот канваса === Сохранить канвас как картинку», то:
Важно Вы должны задать фиксированные размеры канваса (через width/height или style), иначе получете плохие данные из toDataURL
6. Интересуют методы улучшения быстродействия (поднятие fps).
Есть разные методы оптимизации, которые зависят от приложения. Три из них я описывал в топике Пятнашки на LibCanvas. Это:
* Обновление холста исключительно при необходимости
* Вместо перерисовки всего холста перерисовывать только изменившиеся куски
* Отрисовка объектов в буфер (что позволяет рисовать объект каждый кадр как набор пикселей, а не применять все фильтры и кучу матана)
Вам очень поможет профайлер в вашем любимом браузере.
7. Работа с видеозахватом
Если вы про захват видео с камеры:
API есть только в черновике спецификации Media Capture API ближайший релиз спецификации возможен в PhoneGap — возможно есть в транке. Работать с ним будет очень просто. Вешается обработчик на «устройство», каждый кадр передается в виде картинки в формате data uri:
8. Каково самое эффективное решение на данный момент для попиксельного доступа при отрисовке произвольного изображения на Canvas (без WebGL)? Например, ручная прорисовка граней при построении 3D с использованием закраски по Гуро/Фонгу.
Для попиксельного доступа есть только одно решение — использовать getImageData
9. Есть ли пути эффективно и кросплатформенно смасштабировать канву со всеми внутренностями под размеры экрана?
Попробуйте использовать css. canvas < width: 100%; height: 100%; >. Как-то так. Но js-код должен учитывать этот кусок, т.к. сместятся координаты.
10. Поддержка и быстродействие на Android/iOS устройствах
Поддерживается полностью. Правда, я на iPhone2 заметил неподдержку fillText, но это единственное.
Проблема с производительностью, но кое-что можно запустить. Пока для мобильников лучше использовать CSS3. Возможно, в будущем, что-то поменяется.
11. Интересует самый быстрый способ нарисовать точку (например, для графика). Однопиксельную и четырёхпиксельную, произвольного цвета.
Самый быстрый с точки зрения производительности — использовать fillRect для одиночных отрисовок и getImageData+putImageData для массовых отрисовок.
12. В каком виде хранится, отображается и перерисовывается «мир» в играх с видом сбоку (как playbiolab.com), т.е. игрок побежал вправо камера подвинулась вместе с ним и мир «подвинулся»
Я точно не знаю, как оно делается в biolab. Есть несколько путей. Можно наложить несколько слоёв canvas друг на друга, отрисовать на нижнем мир и отображать нужную часть при помощи CSS.
13. 3d-canvas
14. Редакторы — в чём писать?
Подходит любой редактор JavaScript. Раньше я пользовался Netbeans 7, сейчас перешёл на Jetbrains WebIde
15. База данных
Для хранения данных на стороне клиента есть два современных стандарта — webStorage и IndexedDB.
IndexedDB — это крутой интерфейс с кучей возможностей, описывался на Хабре, а webStorage — простое key-value хранилище
16. Canvas и IE
В IE до девятой версии не поддерживается. Все попытки сделать его поддерживаемыми можно назвать подходящими только для очень узкого круга задач и не дают вменяемой скорости.
Имхо, единственный вариант — это Google Chrome Frame, плагин, который устанавливается на полубраузер как Flash или SilverLight и превращает говно в конфетку Internet Explorer в современный браузер.
17. Как посчитать расстояние между нарисованными объектами, есть ли готовые решения
Зависит от объектов. Некоторые вещи делаются очень просто. Например, расстояние между точками считается по теореме Пифагора. Между кругами — считаем расстояние между точками от отнимаем радиусы. У более сложных фигур есть свои законы.
Кое-что (по крайней мере пересечения ректанглов/кругов/полигонов) уже есть в LibCanvas. Если у вас какие-то особые требования — необходимо искать алгоритмы. Я могу посоветовать вот что:
Известные алгоритмы определения столкновений и реакции на них во флэше.
18. Как и какими средствами лучше делать анимации на Canvas?
19. Работа с текстом в Canvas (в т.ч. анимирование)
Текст отрисовывается при помощи fillText/strokeText. Свои шрифты можно подключать при помощи CSS3.
На него воздействуют все правила — такие как тени, трансформации, установка цветов и т.п. К примеру, с помощью светлой тени на тёмном фоне, можно легко сделать светящийся текст
20. Работа с изображениями.
21. Использование Бэк Буффера, как отрисовать один Canvas в другой.
Вы можете отрисовать какую-либо информацию в скрытый Canvas, который затем использовать точно так же как картинку (смотреть предыдущий пункт).
Буферизация позволяет ускорить отрисовку многократно. Например, отрисовать один градиент из буфера в 5 раз быстрее, чем отрисовать этот же градиент напрямую.
Использовать очень просто:
22. Анимация в канвасе происходит методом полной перерисовки. Таким образом информация обо всех объектах хранится в объекте JS и каждый раз перерисовывается, или можно как то создавать спрайты и слои?
Да, есть различные приёмы. Можно использовать буфера для того, чтобы не отрисовывать десятки мелких объектов, можно перерисовывать холст только частично, но чаще всего дешевле просто всё перерисовать, чем понять, что перерисовывать надо, а что — нет.
23. Хотелось бы узнать как с помощью canvas нарисовать 3д объект(желательно с учетом перспективы) и вращать?
24. Отрисовка SVG в Canvas
Можно при помощи CanVG. Смысла практически нету)
25. Насколько различается поддержка в браузерах или все следуют стандарту?
Различия минимальны. Обнаруживались мелкие баги, легкие несоответствия. Например, Опера не могла отрисовать прямоугольник с отрицательными размерами сторон:
По разному сжимаются и поворачиваются картинки. Например, в Хроме при повороте на углах заметны зубья (нету сглаживания)
Зато он лучше, чем Fx и Opera растягивает картинки:
Есть ещё мелкие различия в JavaScript. Например, в некоторых браузерах sort реализует неустойчивую сортировку, так что, если элементы сортировать по Z-индексу, то элементы с одинаковым Z-индексом будут менятся местами.
Это очень мелкие нюансы. Большинство — скрыто за дружелюбным API фреймворков. Лично я разрабатываю только под один браузер и в большинстве случаев всё работает совершенно корректно и в остальных.
26. putImageData vs drawImage
Буду краток — putImageData значительно медленнее. Более того, с увеличением размеров картинки — увеличивается медлительность.
27. Мне было бы очень интересно послушать про типовые реализации основного функционала canvas-библиотек, таких как: эмуляция слоев, определение активного элемента (на котором в данный момент находится курсор), создание системы управления событиями и т. д.
Этот вопрос задавали мне чаще всего, потому для него — отдельный топик)
Вопросы без ответов
Ребята, кто может дать ответы на эти вопросы — прошу в комменты
1. Как вывести текст на canvas в IE (IE8- + excanvas.js)? Пробовал text.canvas.js с гуглокода — выводит ошибку про отсутствие нечто glyphs.
Я не использую эмуляцию в IE
2. Существуют ли какие-то секретные библиотеки, умеющие рисовать линии переменной толщины. В случае с прямыми это относительно несложно реализовать «костыльным» способом, а вот всякие кривые Безье — видимо, только на низком пиксельном уровне.
3. Существуют ли какие-то секретные библиотеки, умеющие рисовать градиентную раскраску линий. Ну то есть чтобы цвет плавно менялся между узлами вдоль линии, не обязательно прямой. Такая функция есть, например, в OpenGL.
Создание изображений с помощью canvas
Дата публикации: 2018-03-12
От автора: как Вы знаете в данное время веб-сайты, да и, конечно же, интернет стали настолько популярны, что применяются и решают определенные поставленные задачи практически во всех сферах деятельности человека. Таких как работа, учеба, развлечения, охрана здоровья и т.д. То есть другими словами, если сейчас мы говорим сайт, то мы не предполагаем, что это будет простая страница, на которой отображен текст и некоторое количество изображений. Мы предполагаем некий ресурс, который в той или иной степени обладает определенным функционалом и что то, предлагает или же выполняет для его посетителей. А значит, перед разработчиками постоянно ставят достаточно сложные и интересные задачи, которые приходится решать и поэтому, в этом уроке я хотел бы поделиться с Вами одной из таких задач.
Достаточно недавно, я работал по разработке сервиса связанного с заказами определенных медицинских препаратов, и соответственно для заказа, человек в качестве подтверждения своей личности, должен был оставить некую подпись. Конечно, в самом простейшем случае можно было загрузить картинку с добавленной подписью, но такой вариант не удобен, так как под рукой не всегда есть сканер, поэтому добавление подписи, нужно было сделать online, то есть на лету. Для реализации поставленной задачи я принял решение, использовать инструмент canvas, который как раз позволяет, что то нарисовать в браузере и затем отправить нарисованную фигуру непосредственно на сервер для последующей обработки. Кстати в итоге получился вот такой результат.
Практический курс по верстке адаптивного сайта с нуля!
Изучите курс и узнайте, как верстать современные сайты на HTML5 и CSS3
Таким образом, в данном уроке мы с Вами реализуем функционал создания изображений на лету, прямиком в браузере.
Теперь несколько слов о том, что такое canvas. Конечно, Вы можете спросить, почему несколько, почему бы в полной мере не осветить данную тему? И ответ банально прост – это нехватка времени, потому как для этого потребуется полноценный видео-курс. Итак, canvas от англ. canvas — “холст” – это элемент спецификации HTML5, который предназначенный для создания растрового двухмерного изображения при помощи JavaScript. И, как правило, используется для рисования графиков для статей и игрового поля в некоторых браузерных играх.
Теперь, давайте рассмотрим, простую HTML страницу, которую мы будем использовать в данном уроке:
Рисование фигур с помощью canvas
Теперь, установив наше окружение canvas, мы можем погрузиться в детали того, как рисовать в canvas. К концу этой статьи, вы научитесь рисовать прямоугольники, треугольники, линии, дуги и кривые, при условии что вы хорошо знакомы с основными геометрическими фигурами. Работа с путями весьма важна, когда рисуете объекты на canvas и мы увидим как это может быть сделано.
Сетка
Рисование прямоугольников
В отличие от SVG, поддерживает только одну примитивную фигуру: прямоугольник. Все другие фигуры должны быть созданы комбинацией одного или большего количества контуров (paths), набором точек, соединённых в линии. К счастью в ассортименте рисования контуров у нас есть функции, которые делают возможным составление очень сложных фигур.
Сначала рассмотрим прямоугольник. Ниже представлены три функции рисования прямоугольников в canvas:
fillRect(x, y, width, height) Рисование заполненного прямоугольника. strokeRect(x, y, width, height) Рисование прямоугольного контура. clearRect(x, y, width, height) Очистка прямоугольной области, делая содержимое совершенно прозрачным.
Каждая из приведённых функций принимает несколько параметров:
Ниже приведена функция draw(), использующая эти три функции.
Пример создания прямоугольных фигур
Этот пример изображён ниже.
| Screenshot | Live sample |
|---|---|
 |
Функция fillRect() рисует большой чёрный квадрат со стороной 100 px. Функция clearRect() вырезает квадрат 60х60 из центра, а функция strokeRect() создаёт прямоугольный контур 50х50 пикселей внутри очищенного квадрата.
На следующей странице мы рассмотрим две альтернативы методу clearRect(), и также увидим, как можно изменять цвет и стиль контура отображаемых фигур.
В отличие от функций создания контуров, которые будут рассмотрены в следующем разделе, все три функции создания прямоугольника сразу же отображаются на canvas.
Рисование контуров (path)
Создание фигур используя контуры происходит в несколько важных шагов:
Здесь приведены функции, которые можно использовать в описанных шагах:
Вторым шагом является вызов методов, определяемых видом контура, который нужно нарисовать. Их мы рассмотрим позднее.
Рисование треугольника
Например, код для рисования треугольника будет выглядеть как-то так:
Результат выглядит так:
| Screenshot | Live sample |
|---|---|
 |
Передвижение пера
moveTo(x, y) Перемещает перо в точку с координатами x и y.
Результат этого ниже:
| Screenshot | Live sample |
|---|---|
 |
Линии
Пример ниже рисует два треугольника, один закрашенный и другой обведён контуром.
| Screenshot | Live sample |
|---|---|
 |
Для рисования дуг и окружностей, используем методы arc() и arcTo().
Следующий пример немного сложнее, чем мы рассматривали ранее. Здесь нарисованы 12 различных дуг с разными углами и заливками.
Координаты x и y должны быть достаточно ясны. radius and startAngle — фиксированы. endAngle начинается со 180 градусов (полуокружность) в первой колонке и, увеличиваясь с шагом 90 градусов, достигает кульминации полноценной окружностью в последнем столбце.
Note: Этот пример требует немного большего холста (canvas), чем другие на этой странице: 150 x 200 pixels.
| Screenshot | Live sample |
|---|---|
 |
Безье и квадратичные кривые
Следующим типом доступных контуров являются кривые Безье, и к тому же доступны в кубическом и квадратичном вариантах. Обычно они используются при рисовании сложных составных фигур.
Различие между ними можно увидеть на рисунке, изображённом справа. Квадратичная кривая Безье имеет стартовую и конечную точки (синие точки) и всего одну контрольную точку (красная точка), в то время как кубическая кривая Безье использует две контрольные точки.
Параметры x и y в этих двух методах являются координатами конечной точки. cp1x и cp1y — координаты первой контрольной точки, а cp2x и cp2y — координаты второй контрольной точки.
Использование квадратичных или кубических кривых Безье может быть спорным выходом, так как в отличие от приложений векторной графики типа Adobe Illustrator, мы не имеем полной видимой обратной связи с тем, что мы делаем. Этот факт делает довольно сложным процесс рисования сложных фигур. В следующем примере мы нарисуем совсем простую составную фигуру, но, если у вас есть время и ещё больше терпения, можно создать более сложные составные фигуры.
В этом примере нет ничего слишком тяжёлого. В обоих случаях мы видим последовательность кривых, рисуя которые, в результате получим составную фигуру.
Квадратичные кривые Безье
В этом примере многократно используются квадратичные кривые Безье для рисования речевой выноски.
| Screenshot | Live sample |
|---|---|
 |
Кубические кривые Безье
В этом примере нарисовано сердце с использованием кубических кривых Безье.
| Screenshot | Live sample |
|---|---|
 |
Прямоугольники
rect(x, y, width, height)
Добавляет в path прямоугольник, верхний левый угол которого указан с помощью (x, y) с вашими width и height
Когда этот метод вызван, автоматически вызывается метод moveTo() с параметрами (x, y). Другими словами, позиция курсора устанавливается в начало добавленного прямоугольника.
Создание комбинаций
До сих пор, в каждом примере использовался только один тип функции контуров для каждой фигуры.
Однако, нет никаких ограничений на количество или типы контуров, которые вы можете использовать для создания фигур. Давайте в этом примере объединим все вышеперечисленные функции контуров, чтобы создать набор очень известных игровых персонажей.
Конечное изображение выглядит так:
| Screenshot | Live sample |
|---|---|
 |
Мы не будем подробно останавливаться на том, так как это на самом деле удивительно просто. Наиболее важные вещи, которые следует отметить, это использование свойства fillStyle в контексте рисования и использование функции утилиты (в данном случае roundedRect() ). Использование функций утилиты для битов чертежа часто может быть очень полезным и сократить количество необходимого кода, а также его сложность.
Path2D объекты
Path2D.addPath(path [, transform]) (en-US) Добавляет путь к текущему пути с необязательной матрицей преобразования.
Path2D пример
| Screenshot | Live sample |
|---|---|
 |
Использование SVG путей
Ещё одна мощная функция нового Canvas Path2D API использует данные пути SVG, SVG path data, для инициализации путей на вашем холсте. Это может позволить вам передавать данные пути и повторно использовать их как в SVG, так и в холсте.