canvas学习之API整理笔记（二）

前面我整理过一篇文章canvas学习之API整理笔记（一），从这篇文章我们已经可以基本了解到常用绘图的API、简单的变换和动画。而本篇文章的主要内容包括高级动画、像素操作、性能优化等知识点，讲解每个知识点的同时还会有一些酷炫的demo，保证看官们全程在线，毫无尿点，看完不会后悔，哈哈，一个耿直的笑^_。
除此之外，关于canvas的一系列实例即将来袭！欢迎关注！

开始之前

var can = document.getElementById(‘canvas’);
//创建一个画布
var ctx = can.getContext(‘2d’);

下面所有的操作都在画布ctx上进行操作。

高级动画

继上一篇简单介绍了动画（主要是requestAnimationFrame方法），现在我们来一步步实现一个在画布内滚动的实例。

html代码：

<canvas id="canvas" width="400" height="200" style="background:#fff;"></canvas>

js代码：

var canvas = document.getElementById('canvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');
var ball = {    //小球属性，原点位置，速度，半径等。
	x: 100,  
    y: 100,
    vx: 4,
    vy: 2,
    radius: 20,
    color: 'blue',
    draw: function() {
    	ctx.beginPath();
	    ctx.arc(this.x, this.y, this.radius, 0, Math.PI*2, true);
    	ctx.closePath();
	    ctx.fillStyle = this.color;
    	ctx.fill();
	}
};
function draw() {
  	ctx.clearRect(0,0, canvas.width, canvas.height);    //绘制之前清除整个画布
	ball.draw();   //在画布中绘制小球
  	ball.x += ball.vx;   //改变小球位置坐标
  	ball.y += ball.vy;   //改变小球位置坐标
  	if (ball.y + ball.vy > canvas.height-15 || ball.y + ball.vy < 15) {   //边界判断
    	ball.vy = -ball.vy;
  	}
  	if (ball.x + ball.vx > canvas.width-15 || ball.x + ball.vx < 15) {   //边界判断
    	ball.vx = -ball.vx;
  	}
  	window.requestAnimationFrame(draw);   //循环执行
}
draw();

上面代码实现的效果如下图：

代码我已经写了基本的注释，不难理解，简单概括一下这个实例的实现思想：

创建一个小球对象，包含一个绘制自己的方法。在整个画布中绘制这个小球，然后在下一次绘制之前，先清除整个画布，改变小球的各个属性（包含了逻辑，比如边界的判断），然后重新绘制一遍，从而达到了动起来的效果。

如果你把上面代码中的ctx.clearRect(0,0, canvas.width, canvas.height);换成了下面这样：

ctx.fillStyle = 'rgba(255,255,255,0.3)';
ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);

就可以得到渐变尾巴的效果：

像素操作

如果我们想对一个canvas画布进行如下操作：获取每一个点的信息，对每一个坐标点进行操作。那我们就需要了解一下ImageData对象了。

ImageData对象（由getImageData方法获取的）中存储着canvas对象真实的像素数据，它包含以下几个只读属性：

• width

  图片宽度，单位是像素。

• height

  图片高度，单位是像素。

• data

  Uint8ClampedArray类型的一维数组，包含着RGBA格式的整型数据，范围在0至255之间（包括255）。简单讲，就是一个数组，每四个元素存储一个点的颜色信息，这四个元素分别对应为R、G、B、A的值（知道颜色取值的一眼就明白了，不知道的也没关系，后面有实例，一看就明白）。

创建ImageData对象

去创建一个新的，空白的ImageData对像，你应该会使用createImageData()方法：

var myImageData = ctx.createImageData(width, height);

上面代码创建了一个新的具体特定尺寸的ImageData对像。所有像素被预设为透明黑。

获取像素数据

为了获得一个包含画布场景像素数据的ImageData对像，你可以用getImageData()方法：

var myImageData = ctx.getImageData(left, top, width, height);

创建的myImageData对象就有width、height、data三个属性的值了。看下面这个实例：

html代码：

<div id="color">hover处的颜色</div>

<canvas id="myCanvas" width="300" height="150"></canvas>

js代码：

var can = document.getElementById('myCanvas');
var ctx = can.getContext('2d');
var img = new Image();
	img.src = "img_the_scream.jpg";
ctx.drawImage(img, 0, 0);
var color = document.getElementById('color');
function pick(event) {
	var x = event.layerX;
	var y = event.layerY;
  	var area = ctx.getImageData(x, y, 1, 1);  //创建ImageData对象
  	var data = area.data;   //获取data属性（一个存储颜色rgba值的数组）
  	var rgba = 'rgba(' + data[0] + ',' + data[1] + ',' + data[2] + ',' + data[3] + ')';
  	color.style.color =  rgba;
  	color.textContent = rgba;
}
can.addEventListener('mousemove', pick);

实现的效果如下图：

注意：
如果有些同学试到这里发现有这个报错内容Failed to execute 'getImageData' on 'CanvasRenderingContext2D': The canvas has been tainted by cross-origin data.，需要检查这行代码：

img.src = "img_the_scream.jpg";

这里的图片地址不能是跨域地址。网上有一些解决办法，这里就不展开讲了。

写入像素数据

你可以用putImageData()方法去对场景进行像素数据的写入。

ctx.putImageData(myImageData, x, y);  //在画布的(x, y)点开始绘制myImageData所存储的像素信息。

所以我们可以把获取到的像素信息进行处理，然后再重新绘制，就得到了新的图形。看看下面这个实例：

html代码：

<canvas id="canvas" width="660" height="277"></canvas>

var canvas = document.getElementById('canvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');
var img = new Image();
img.src = 'img_the_scream.jpg';
ctx.drawImage(img, 0, 0);
var imageData = ctx.getImageData(0,0,canvas.width, canvas.height);  //获取ImageData
var colors = imageData.data;  //获取像素信息
function invert() {
	for (var i = 0; i < colors.length; i += 4) {  //四个为一组
		colors[i]     = 225 - colors[i];     // red
    	colors[i+1] = 225 - colors[i+1]; // green
	    colors[i+2] = 225 - colors[i+2]; // blue
    	colors[i+3] = 255;   //alpha
	}
	ctx.putImageData(imageData, 220, 0);  //从(220, 0)开始绘制改变过的颜色
}
function toGray() {
	for (var i = 0; i < colors.length; i += 4) {
		var avg = (colors[i] + colors[i+1] + colors[i+2]) / 3;  
		colors[i] = avg; // red
		colors[i+1] = avg; // green
		colors[i+2] = avg; // blue
    	colors[i+3] = 255;   //alpha
	}
	ctx.putImageData(imageData, 440, 0); //从(440, 0)开始绘制改变过的颜色
} 
invert();   //反转色
toGray();   //变灰色

实现的效果如下图：

性能优化

坐标点尽量用整数

浏览器为了达到抗锯齿的效果会做额外的运算。为了避免这种情况，请保证使用canvas的绘制函数时，尽量用Math.floor()函数对所有的坐标点取整。比如：

ctx.drawImage(myImage, 0.3, 0.5);  //不提倡这样写，应该像下面这样处理
ctx.drawImage(myImage, Math.floor(0.3), Math.floor(0.5));

使用多个画布绘制复杂场景

比如做一个游戏，有几个层面：背景层（简单变化）、游戏层（时刻变化）。这个时候，我们就可以创建两个画布，一个专门用来绘制不变的背景（少量绘制），另一个用来绘制游戏动态部分（大量绘制），就像这样：

<canvas id="background-can" width="480" height="320"></canvas>
<canvas id="game-can" width="480" height="320"></canvas>

用CSS设置静态大图

如果有一层是永远不变的，比如一张静态的背景图，最好使用div+css的方法去替代ctx.drawimage()，这么做可以避免在每一帧在画布上绘制大图。简单讲，dom渲染肯定比canvas的操作性能更高。

尽量少操作canvas的缩放

如果要对一个画布进行缩放，如果可以的话，尽量使用CSS3的transform来实现。总之，记住一个原则，能用html+div实现的尽量不用js对canvas进行操作。

更多

• 将画布的函数调用集合到一起（例如，画一条折线，而不要画多条分开的直线）
• 使用不同的办法去清除画布(clearRect()、fillRect()、调整canvas大小)
• 尽可能避免 shadowBlur特性
• 有动画，请使用window.requestAnimationFrame() 而非window.setInterval()

结语

OK，canvas常用的API就基本总结完了，靠这些API已经足够开发一些中型游戏了。比如之前自己写的实例demo之小游戏tinyHeart，就是用这些函数画出来的。关键是这些函数的组合使用，多多联系就好了。

如果你把我之前的两篇文章都看了的话，相信你会对canvas越来越感兴趣。所以为了做一个有始有终的人，我后续还会出一系列的关于canvas的实例，注意，是一系列！敬请期待！