JS前端輕量fabric.js系列之畫佈初始化

前言

從這個章節開始我們就步入正題瞭,那一開始要做啥子呢,回憶下上個章節中 fabric.js 的使用過程,先是創建畫佈,再添加物體,然後開始動畫和交互。顯然畫佈是一切物體的開端🚀,所以首先要搞定的就是它,也就是 const canvas = new fabric.Canvas('canvas') 這一步要做的事情。

畫佈的前置知識

在說 fabric.js 如何初始化畫佈之前,先鞏固下畫佈的相關知識點。創建畫佈要做的事情通常比較簡單,就是單純的獲取畫佈(或動態創建畫佈)並重新設置畫佈寬高,就像下面這個樣子:

const canvas = document.getElementById('canvas') || document.createElement('canvas');
const width = canvas.width;
const height = canvas.height;
canvas.style.width = width + 'px';
canvas.style.height = height + 'px';

為什麼要重新設置寬高,這是個很容易混淆的點。看看下面的代碼👇🏻:

#canvas { width: 200px; height: 100px; }
<canvas id="canvas" width="100" height="100"></canvas>

可以看到上面的 canvas 有兩個寬高大小,一個是 canvas 上的屬性值,一個是 css 的樣式值,那應該以哪個為準呢🤔?

我們可以先拋棄 css 大小的概念,請記住:所有的繪圖操作都是在 canvas 這個畫佈大小上進行的,就上面的代碼來說不論你繪制什麼東西,都是在 100*100 的畫佈中進行的,當你在 canvas 繪制完所有東西之後要在頁面上某個區域渲染瞭,才和 css 大小有關,就上面的例子來說就是你要把 100*100 的 canvas 畫佈放到頁面上 200*100 的區域,但是它們大小不一致要怎麼處理呢?

你可以把 canvas 繪制的內容想象成一張大小固定的照片,把 css 大小想象成一個容器,不管 css 尺寸如何,這張照片都會鋪滿整個容器(機制就是這樣,沒有為啥😒)。所以如果長寬比例相同就會等比縮放;

如果長寬比例不同就會拉伸變形;如果大小一樣就剛剛好。就我們的例子來說 100*100 的繪制內容水平方向會被拉伸成 200*100,就產生瞭變形,因此通常情況下需要把 canvas 和 css 設置成一樣大,確保不拉伸變形,看下面的示意圖能幫你加深理解:

另外還有一個常見問題就是設備像素比(devicePixelRatio)的影響,如果不處理在高清屏上就會導致模糊(比如 Mac 電腦),大傢應該有看過類似問題的文章,但大多都是各種名詞詞匯,看完就忘的那種。

關於這個問題我在另一篇文章🔥關於 canvas 模糊的問題(高清圖解)有解釋過,有需要的可以去看下,這裡就簡單介紹下(溫馨提示:實在不好記可以跳過這一趴😬,因為它並不妨礙我們進行接下來的開發)。我們知道畫的東西最終是要展現在屏幕上的,而屏幕又是由很多小格子構成的,通常情況下:

  • 如果 dpr = 1,就說明 1px 對應屏幕上的 1 個小格子(亦即 1 個 css 像素對應 1 個物理像素)

如果 dpr = 2,就說明 1px 對應屏幕上的 2 個小格子(亦即 1 個 css 像素對應 1 個物理像素) 順便看下圖解👇🏻:

圖沒看懂😂?那就來看看文字解說:假設我們現在 canvas 和 css 的大小都是 10 * 10,那麼 canvas 畫完的照片中就會有 100 個(像素)點,也就是隻有 100 個點的信息;但是到瞭高清屏中(如 dpr = 2),我們需要 400 個點的信息,原來的點不夠用怎麼辦?

於是就會有一套算法來自動生成這些點的信息,從而造成瞭模糊。那應該怎麼辦呢🤔?我們需要更多的點,所以可以這樣子搞,把畫佈放大 dpr 倍,也就是把 canvas 的寬高都乘以 dpr(css 的大小還是不變的),接下來的繪制都是在寬為width*dpr、高為 height*dpr的畫佈大小上進行的,這樣一折騰,點就變多瞭。

但是要註意什麼呢,畫佈變大瞭,相應的繪制操作(畫圓、畫矩形等)也需要相應放大,這個我會在最後一章加上這個功能,一開始有個印象就行,不然容易犯暈🤯。

畫佈初始化

在 fabric.js 中我們總共會創建兩個畫佈,一個是上層畫佈(upper-canvas),一個是下層畫佈(lower-canvas),兩個畫佈是一樣大的,還有一個外層 div 將這兩個 canvas 包起來。

  • 上層畫佈主要用於處理一些交互事件,比如鼠標事件、塗鴉模式(畫板)、左鍵拖拽產生的框選區域等;
  • 下層畫佈則單純的用於繪制所有物體,簡單粗暴的遍歷所有物體進行繪制,沒有其他多餘的操作。

如果通過上層畫佈的交互後,某些物體的某些屬性值被改變瞭,這時候就會清空下層畫佈,重新繪制所有物體,兩層畫佈各司其職,典型的數據驅動視圖。

除瞭職責分明還有一點點單向數據流的味道,上層的交互改變瞭數據,數據的改變傳到下層畫佈,下層畫佈就單純的重新繪制;

但是反過來,下層畫佈並不會影響上層畫佈也不會影響數據,這樣問題排查起來也方便些。相信大傢都用過 vue2,如果我們要修改 props 中的值,就需要用 $emit 把數據傳出去,修改父元素的值才行;

但如果 props 是個對象,我們其實可以在子元素中直接修改 props 的屬性值,雖然方便但不是很好的寫法,關系就亂瞭,如果你有踩過這個坑的話。

扯遠瞭,回過頭來,實際上 fabric.js 一共創建瞭三層畫佈,還有一個是 cacheCanvasEl,我們就把它叫做緩沖層畫佈吧,它和另外兩個畫佈一樣大,但並沒有在頁面中顯示,所以也可以叫離屏 canvas,它主要用來提供一個臨時繪制環境,以便不時之需,後面章節會說道它的用途,這裡先知道有這麼個東西就行。

順便給些示例代碼,簡單瞟一瞟就行:

/** 畫佈類 */
class Canvas {
    /** 畫佈寬度 */
    public width: number;
    /** 畫佈高度 */
    public height: number;
    /** 包圍 canvas 的外層 div 容器 */
    public wrapperEl: HTMLElement;
    /** 下層 canvas 畫佈,主要用於繪制所有物體 */
    public lowerCanvasEl: HTMLCanvasElement;
    /** 上層 canvas,主要用於監聽鼠標事件、塗鴉模式、左鍵點擊拖藍框選區域 */
    public upperCanvasEl: HTMLCanvasElement;
    /** 緩沖層畫佈 */
    public cacheCanvasEl: HTMLCanvasElement;
    /** 上層畫佈環境 */
    public contextTop: CanvasRenderingContext2D;
    /** 下層畫佈環境 */
    public contextContainer: CanvasRenderingContext2D;
    /** 緩沖層畫佈環境 */
    public contextCache: CanvasRenderingContext2D;
    /** 整個畫佈到上面和左邊的偏移量 */
    private _offset: Offset;
    /** 畫佈中所有添加的物體 */
    private _objects: FabricObject[];
    constructor(el: HTMLCanvasElement, options) {
        // 初始化下層畫佈 lower-canvas
        this._initStatic(el, options);
        // 初始化上層畫佈 upper-canvas
        this._initInteractive();
        // 初始化緩沖層畫佈
        this._createCacheCanvas();
    }
    // 下層畫佈初始化:參數賦值、重置寬高,並賦予樣式
    _initStatic(el: HTMLCanvasElement, options) {
        this.lowerCanvasEl = el;
        Util.addClass(this.lowerCanvasEl, 'lower-canvas');
        this._applyCanvasStyle(this.lowerCanvasEl);
        this.contextContainer = this.lowerCanvasEl.getContext('2d');
        for (let prop in options) {
            this[prop] = options[prop];
        }
        this.width = +this.lowerCanvasEl.width;
        this.height = +this.lowerCanvasEl.height;
        this.lowerCanvasEl.style.width = this.width + 'px';
        this.lowerCanvasEl.style.height = this.height + 'px';
    }
    // 其餘兩個畫佈同理
}

上面的代碼簡單用到瞭 Util 這個工具類,裡面主要就是封裝一些獨立的、常用的方法,大部分都比較簡單,下面簡單的列舉幾種:

const PiBy180 = Math.PI / 180; // 寫在這裡相當於緩存,因為會頻繁調用
class Util {
     /** 單純的創建一個新的 canvas 元素 */
    static createCanvasElement() {
        const canvas = document.createElement('canvas');
        return canvas;
    }
    /** 角度轉弧度,註意 canvas 中用的都是弧度,但是角度對我們來說比較直觀 */
    static degreesToRadians(degrees: number): number {
        return degrees * PiBy180;
    }
    /** 弧度轉角度,註意 canvas 中用的都是弧度,但是角度對我們來說比較直觀 */
    static radiansToDegrees(radians: number): number {
        return radians / PiBy180;
    }
    /** 從數組中溢出某個元素 */
    static removeFromArray(array: any[], value: any) {
        let idx = array.indexOf(value);
        if (idx !== -1) {
            array.splice(idx, 1);
        }
        return array;
    }
    static clone(obj) {
        if (!obj || typeof obj !== 'object') return obj;
        let temp = new obj.constructor();
        for (let key in obj) {
            if (!obj[key] || typeof obj[key] !== 'object') {
                temp[key] = obj[key];
            } else {
                temp[key] = Util.clone(obj[key]);
            }
        }
        return temp;
    }
    static loadImage(url, options: any = {}) {
        return new Promise(function (resolve, reject) {
            let img = document.createElement('img');
            let done = () => {
                img.onload = img.onerror = null;
                resolve(img);
            };
            if (url) {
                img.onload = done;
                img.onerror = () => {
                    reject(new Error('Error loading ' + img.src));
                };
                options && options.crossOrigin && (img.crossOrigin = options.crossOrigin);
                img.src = url;
            } else {
                done();
            }
        });
    }
}

諸如此類,大傢可以自己去看下 Util 這個工具類,後面就不再贅述瞭,當然有些比較麻煩點的方法(比如 animate 和一些計算)可以先跳過,後面的用到的時候會再展開。

變換練習

同樣的這個章節內容不多也不難,所以這裡先為下一篇文章(物體基類)做一些熱身練習,講一些變換的基礎內容,也就是 transform(translate、rotate、scale),功能和 css 的 transform 類似。

以繪制一個紅色矩形為例 ctx.fillRect(0, 0, 50, 50),讓我們看看這幾個東西分別會產生什麼影響:

translate 的影響

rotate 的影響

scale 的影響

這裡對 scale 做一些補充,scale 的結果是對坐標系做瞭縮放,但是理解起來不是很直觀,所以你可以認為 scale 其實是對坐標軸的刻度做瞭縮放,比如本來畫佈的一段固定長度代表 50,scale(2, 2) 之後,同樣的固定長度就隻能代表 25,所以還需要再來一個固定長度才能表示 50,視覺上就是放大的效果。

好瞭,以上這幾種變換的結果本質都是對坐標系的變換,translate 改變瞭坐標系原點的位置,rotate 將坐標系進行瞭旋轉,scale 則將坐標軸的刻度進行瞭縮放,而畫佈的視窗大小(也就是上面圖中的 canvas 框)是不變的(可以想象成一個鏡頭),我們並不會改動到畫佈的寬高,不要混淆瞭。

單個內容的變換還是比較好理解的,但是混在一起就會有點變扭瞭,比如要畫下面這樣一個圖形(兩個箭頭和等邊三角形):

大傢可以用這三種變換畫一下上面的圖形,能畫出來應該就有點感覺瞭(這些變換效果是會累加的哦)。建議多動手練練,因為下個章節會用上。

小結

這裡是本章的知識點小結,記住這些就可以瞭:

  • 我們共創建瞭三個 canvas,每個 canvas 都是一樣大的,但功能各不相同
  • 邏輯和繪制是分離的,上層畫佈用來改邏輯和改數據,下層畫佈則用來繪制
  • 原點始終都是在畫佈左上角,x 軸水平向右為正,y 軸豎直向下為正😂 然後這裡還是先給個簡版 fabric.js 的代碼鏈接吧,有需要的可以參考看看,會隨著文章更新不斷完善。好啦,今天的分享就到這裡,有什麼問題歡迎點贊評論留言,我們下期再見,拜拜 🏎 💨

實現一個輕量 fabric.js 系列一(概覽)💥 

以上就是JS前端輕量fabric.js系列之畫佈初始化的詳細內容,更多關於fabric.js畫佈初始化的資料請關註WalkonNet其它相關文章!

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