監聽Canvas內部元素點選事件的三種方法
約定
本文介紹的三種方法適用於識別canvas內形狀不規則而且位置無規律的圖形點選事件,對於形狀規則或者位置有規律的場景,肯定有更簡便的實現,這裡不做討論。
畫素法
畫素檢測法的思路是,將canvas中的多個圖形(如果有多個的話)分別離屏繪製,並用getImageData()方法分別獲取到畫素資料儲存起來。當canvas元素監聽到點選事件時,通過點選座標可以直接推算出點擊發生在canvas上的第幾個畫素,然後遍歷前面儲存的圖形資料,看看這個畫素的alpha值是不是0,如果是0說明落點不在當前圖形內,否則就說明點到了這個圖形。
根據點選座標得到所點選的畫素序號的方法:
畫素序號 = (縱座標-1) * canvas寬度 + 橫座標
比如在寬度為 5 的畫布上點選座標(3,3),根據上述公式得到畫素序號是(3-1) * 5 + 3 = 18,如圖所示:
因為canvas匯出的圖形資料是將每個畫素以rgba的順序存成4個數字組成的陣列,所以想訪問指定畫素的alpha值,只要讀取這個陣列的第pIndex * 4 + 3個值就可以了,如果這個值不為0,說明該畫素可見,也就是點選到了該圖形。
這個方法是我認為思路最直接、結果最準確、而且對圖形形狀沒有任何要求的方法,但這個方法有一個致命的侷限,當圖形需要在畫布上移動時,要頻繁的建立資料快取才能保證檢測結果準確,受到畫布尺寸和圖形數量的影響,getImageData()方法的效能會成為嚴重的瓶頸。所以如果canvas圖形是靜態的,這個方法非常適合,否則就不適合用這個方法了。
角度法
角度判斷法的原理很容易理解,如果一個點在多邊形內部,則該點與多邊形所有頂點兩兩構成的夾角,相加應該剛好等於360°
計算過程可以轉變為以下三個步驟:
1. 已知多邊形頂點和已知座標,將座標與頂點兩兩組合成三點佇列
2. 已知三點求夾角,可以使用餘玄定理
3. 判斷夾角之和是否360°
每一步都很簡單,實現如下:
//計算兩點距離
const getDistence = function (p1, p2) {
return Math.sqrt((p1.x - p2.x) * (p1.x - p2.x) + (p1.y - p2.y) * (p1.y - p2.y))
};
//角度法判斷點在多邊形內部
const checkPointInPolyline = (point, polylinePoints) => {
let totalA = 0;
const A = point;
for (let i = 0; i < polylinePoints.length; i++) {
let B, C;
if (i === polylinePoints.length - 1) {
B = {
x: polylinePoints[i][0],
y: polylinePoints[i][1]
};
C = {
x: polylinePoints[0][0],
y: polylinePoints[0][1]
};
} else {
B = {
x: polylinePoints[i][0],
y: polylinePoints[i][1]
};
C = {
x: polylinePoints[i + 1][0],
y: polylinePoints[i + 1][1]
};
}
//計算角度
const angleA = Math.acos((Math.pow(getDistence(A, C), 2) + Math.pow(getDistence(A, B), 2) - Math.pow(getDistence(B, C), 2)) / (2 * getDistence(A, C) * getDistence(A, B)))
totalA += angleA
}
//判斷角度之和
return totalA === 2 * Math.PI
}
這個方法有一個侷限性,就是圖形必須是凸多邊形。如果不是凸多邊形需要先切割成凸多邊形再計算,這就比較複雜了。
類似的思路還有面積法,如果一個點在多邊形內部,那麼該點與多邊形所有頂點兩兩構成的三角形,面積相加應該等於多邊形的面積,首先計算多邊形的面積就很麻煩,所以這種方法可以直接pass掉。
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射線法
射線法是一個我講不清道理但非常好用的方法,只要判斷點與多邊形一側的交點個數為奇數,則點在多邊形內部。需要注意的是,只要數任何一側的焦點個數就可以,比如左側。這個方法不限制多邊形的型別,凸多邊形、凹多邊形甚至環形都可以。
實現起來也非常簡單:
const checkPointInPolyline = (point, polylinePoints) => {
//射線法
let leftSide = 0;
const A = point;
for (let i = 0; i < polylinePoints.length; i++) {
let B, C;
if (i === polylinePoints.length - 1) {
B = {
x: polylinePoints[i][0],
y: polylinePoints[i][1]
};
C = {
x: polylinePoints[0][0],
y: polylinePoints[0][1]
};
} else {
B = {
x: polylinePoints[i][0],
y: polylinePoints[i][1]
};
C = {
x: polylinePoints[i + 1][0],
y: polylinePoints[i + 1][1]
};
}
//判斷左側相交
let sortByY = [B.y, C.y].sort((a,b) => a-b)
if (sortByY[0] < A.y && sortByY[1] > A.y){
if(B.x<A.x || C.x < A.x){
leftSide++
}
}
}
return leftSide % 2 === 1
}
射線法有一種特殊情況,當點在多變形的一條邊上時需要特殊處理。但在工程中我認為也可以不處理,因為如果使用者剛好點在圖形的邊界上,那麼程式認為他沒有點到也講的過去。