canvas像素畫板的實現代碼

2024-08-26 00:21:09

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供稿：網友

最近項目上要實現一個類似像素風格的畫板，可以像素小格子可以擦除，框選變色，可以擦出各種圖形，這樣一個小項目看似簡單，包含的東西還真不少。

繪制像素格子

我們先定義像素格子類

Pixel = function (option) {    this.x = option.x;    this.y = option.y;    this.shape = option.shape;    this.size = option.size || 8;}

x和y表示中心點坐標，一開始我是這么做的，先定義路徑

createPath: function (ctx) {			if (this.shape === 'circle') {				this.createCircle(ctx);			} else if (this.shape === 'rect') {				this.createRect(ctx);			} else {				this.createCircle(ctx);			}		},		createCircle: function (ctx) {			var radius = this.size / 2;			ctx.arc(this.x,this.y,radius,0,Math.PI*2);		},		createRect: function (ctx) {			var points = this.getPoints();            points.forEach(function (point, i) {                ctx[i == 0 ? 'moveTo' : 'lineTo'](point.x, point.y);            })            ctx.lineTo(points[0].x, points[0].y);		},

像素網格支持圓形和矩形，路徑定義好后，然后進行繪制

draw: function (ctx) {			ctx.save();			ctx.lineWidth=this.lineWidth;			ctx.strokeStyle=this.strokeStyle;			ctx.fillStyle=this.fillStyle;			ctx.beginPath();			this.createPath(ctx);			ctx.stroke();			if(this.isFill){ctx.fill();}			ctx.restore();		}

然后通過循環批量創建像素網格：

for (var i = stepX + .5; i < canvas.width; i+=stepX) {		for (var j = stepY + .5; j < canvas.height; j+=stepY) {			var pixel = new Pixel({				x: i,				y: j,				shape: 'circle'			})			box.push(pixel);			pixel.draw(ctx);		}	}

這樣做看似完美，然而有一個巨大斃命，每畫一個像素都回繪制到上下文中，每一次都在改變canvas的狀態，這樣做會導致渲染性能太差，因為像素點很多，如果畫布比較大，性能很是令人堪憂，并且畫板上面還有一些操作，如此頻繁改變canvas的狀態是不合適的。

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因此，正確的做法是：我們應該定義好所有的路徑，最好在一次性的批量繪制到canvas中；

//定義像素的位置for (var i = stepX + .5; i < canvas.width; i+=stepX) {		for (var j = stepY + .5; j < canvas.height; j+=stepY) {			var pixel = new Pixel({				x: i,				y: j,				shape: 'circle'			})			box.push(pixel);		}	}//批量繪制	console.time('time');	ctx.beginPath();	for (var c = 0; c < box.length; c++) {		var circle = box[c];		ctx.moveTo(circle.x + 3, circle.y);		circle.createPath(ctx);	}	ctx.closePath();	ctx.stroke();		console.timeEnd('time');

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可以看到這個渲染效率很快，盡可能少的改變canvas的狀態，因為每改變一次上下文的狀態，canvas都會重新繪制，這種狀態是全局的狀態。

像素網格交互

項目的需求是，在畫布上鼠標按下移動，可以擦除像素點，這里面包含兩個知識點，一個是如何獲取鼠標移動路徑上的像素網格，二是性能問題，因為我們這個需求的要求是繪制八萬個點，不說別的，光是循環都得幾十上百毫秒，何況還要繪制渲染。我們先來看第一個問題：

獲取鼠標移動路徑下的網格

看到這個問題，我們很容易想到，寫個函數，通過鼠標的位置獲取下所在的位置包含那個網格，然后每次移動都重新更新位置計算，這樣看是可以完成需求，但是如果鼠標移動過快，是無法做到，每個點的位置都可以計算到的，效果會不連貫。我們換種思路，鼠標經過的路徑，我們可以很明確的知道起始和終點，我們把整個繪制路徑想象成一段段的線段，那么問題就變成，線段與原相交的一個算法了，線段就是畫筆的粗細，線段經過的路徑就是鼠標運動的路徑，與之相交的圓就是需要變化樣式的網格。轉換成代碼就是如下：

function sqr(x) { return x * x }    function dist2(p1, p2) { return sqr(p1.x - p2.x) + sqr(p1.y - p2.y) }    function distToSegmentSquared(p, v, w) {        var l2 = dist2(v, w);        if (l2 == 0) return dist2(p, v);        var t = ((p.x - v.x) * (w.x - v.x) + (p.y - v.y) * (w.y - v.y)) / l2;        if (t < 0) return dist2(p, v);        if (t > 1) return dist2(p, w);        return dist2(p, {            x: v.x + t * (w.x - v.x),            y: v.y + t * (w.y - v.y)        });    }	/**	 * @description 計算線段與圓是否相交	 * @param {x: num, y: num} p 圓心點	 * @param {x: num, y: num} v 線段起始點	 * @param {x: num, y: num} w 線段終點	 */    function distToSegment(p, v, w) {        var offset = pathHeight;        var minX = Math.min(v.x, w.x) - offset;        var maxX = Math.max(v.x, w.x) + offset;        var minY = Math.min(v.y, w.y) - offset;        var maxY = Math.max(v.y, w.y) + offset;        if ((p.x < minX || p.x > maxX) && (p.y < minY || p.y > maxY)) {            return Number.MAX_VALUE;        }        return Math.sqrt(distToSegmentSquared(p, v, w));    }

具體邏輯就不詳述，各位看官可以自行看代碼。然后通過獲取到的相交網格的，然后刪除box里面的數據，重新render一遍，就可以看到效果了。

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