在HTML5的Canvas上繪製橢圓的幾種方法(轉)
概述
HTML5中的Canvas並沒有直接提供繪製橢圓的方法,下面是對幾種繪製方法的總結。各種方法各有優缺,視情況選用。各方法的引數相同:
- context為Canvas的2D繪圖環境物件,
- x為橢圓中心橫座標,
- y為橢圓中心縱座標,
- a為橢圓橫半軸長,
- b為橢圓縱半軸長。
引數方程法
該方法利用橢圓的引數方程來繪製橢圓
//-----------用引數方程繪製橢圓--------------------- //函式的引數x,y為橢圓中心;a,b分別為橢圓橫半軸、 //縱半軸長度,不可同時為0 //該方法的缺點是,當lineWidth較寬,橢圓較扁時 //橢圓內部長軸端較為尖銳,不平滑,效率較低 functionParamEllipse(context, x, y, a, b) { //max是等於1除以長軸值a和b中的較大者 //i每次迴圈增加1/max,表示度數的增加 //這樣可以使得每次迴圈所繪製的路徑(弧線)接近1畫素 var step = (a > b) ? 1 / a : 1 / b; context.beginPath(); context.moveTo(x + a, y); //從橢圓的左端點開始繪製 for (var i = 0; i < 2 * Math.PI; i += step) { //引數方程為x = a * cos(i), y = b * sin(i),//引數為i,表示度數(弧度) context.lineTo(x + a * Math.cos(i), y + b * Math.sin(i)); } context.closePath(); context.stroke(); };
均勻壓縮法
這種方法利用了數學中的均勻壓縮原理將圓進行均勻壓縮為橢圓,理論上為能夠得到標準的橢圓.下面的程式碼會出現線寬不一致的問題,解決辦法看5樓的評論。
//------------均勻壓縮法繪製橢圓-------------------- //其方法是用arc方法繪製圓,結合scale進行 //橫軸或縱軸方向縮放(均勻壓縮)//這種方法繪製的橢圓的邊離長軸端越近越粗,長軸端點的線寬是正常值 //邊離短軸越近、橢圓越扁越細,甚至產生間斷,這是scale導致的結果 //這種缺點某些時候是優點,比如在表現環的立體效果(行星光環)時 //對於引數a或b為0的情況,這種方法不適用 function EvenCompEllipse(context, x, y, a, b) { context.save(); //選擇a、b中的較大者作為arc方法的半徑引數 var r = (a > b) ? a : b; var ratioX = a / r; //橫軸縮放比率 var ratioY = b / r; //縱軸縮放比率 context.scale(ratioX, ratioY); //進行縮放(均勻壓縮) context.beginPath(); //從橢圓的左端點開始逆時針繪製 context.moveTo((x + a) / ratioX, y / ratioY); context.arc(x / ratioX, y / ratioY, r, 0, 2 * Math.PI); context.closePath();
context.restore();context.stroke();
};
三次貝塞爾曲線法一
三次貝塞爾曲線繪製橢圓在實際繪製時是一種近似,在理論上也是一種近似。 但因為其效率較高,在計算機向量圖形學中,常用於繪製橢圓,但是具體的理論我不是很清楚。 近似程度在於兩個控制點位置的選取。這種方法的控制點位置是我自己試驗得出,精度還可以.
//---------使用三次貝塞爾曲線模擬橢圓1--------------------- //此方法也會產生當lineWidth較寬,橢圓較扁時, //長軸端較尖銳,不平滑的現象 function BezierEllipse1(context, x, y, a, b) { //關鍵是bezierCurveTo中兩個控制點的設定 //0.5和0.6是兩個關鍵係數(在本函式中為試驗而得) var ox = 0.5 * a, oy = 0.6 * b; context.save(); context.translate(x, y); context.beginPath(); //從橢圓縱軸下端開始逆時針方向繪製 context.moveTo(0, b); context.bezierCurveTo(ox, b, a, oy, a, 0); context.bezierCurveTo(a, -oy, ox, -b, 0, -b); context.bezierCurveTo(-ox, -b, -a, -oy, -a, 0); context.bezierCurveTo(-a, oy, -ox, b, 0, b); context.closePath(); context.stroke(); context.restore(); };
三次貝塞爾曲線法二
這種方法是從StackOverFlow中一個帖子的回覆中改變而來,精度較高,也是通常用來繪製橢圓的方法.
//---------使用三次貝塞爾曲線模擬橢圓2--------------------- //此方法也會產生當lineWidth較寬,橢圓較扁時 //,長軸端較尖銳,不平滑的現象 //這種方法比前一個貝塞爾方法精確度高,但效率稍差 function BezierEllipse2(ctx, x, y, a, b) { var k = .5522848, ox = a * k, // 水平控制點偏移量 oy = b * k; // 垂直控制點偏移量 ctx.beginPath(); //從橢圓的左端點開始順時針繪製四條三次貝塞爾曲線 ctx.moveTo(x - a, y); ctx.bezierCurveTo(x - a, y - oy, x - ox, y - b, x, y - b); ctx.bezierCurveTo(x + ox, y - b, x + a, y - oy, x + a, y); ctx.bezierCurveTo(x + a, y + oy, x + ox, y + b, x, y + b); ctx.bezierCurveTo(x - ox, y + b, x - a, y + oy, x - a, y); ctx.closePath(); ctx.stroke(); };
光柵法
這種方法可以根據Canvas能夠操作畫素的特點,利用圖形學中的基本演算法來繪製橢圓。 例如中點畫橢圓演算法等。
其中一個例子是園友“豆豆狗”的一篇博文“HTML5 Canvas 提高班(一) —— 光柵圖形學(1)中點畫圓演算法”。這種方法由於比較“原始”,靈活性大,效率高,精度高,但要想實現一個有使用價值的繪製橢圓的函式,比較複雜。比如,要當線寬改變時,演算法就複雜一些。雖然是畫圓的演算法,但畫橢圓的演算法與之類似,可以參考下。
總結
基本上所有的方法都不可能達到100%精確,因為受顯示器解析度的限制。 其實最好的方法應該是arc()+scale()。canvas繪相簿KineticJS就是用的這種方法。 在其他繪圖軟體中,不像HTML5的canvas那樣提供固有的arc()+scale()方法,通常用貝塞爾曲線模擬近似橢圓,無論是幾條貝塞爾曲線都是近似而已。關於用貝塞爾曲線模擬橢圓,可以參考這份資料:Drawing an elliptical arc using polylines, quadratic or cubic Bezier curves。 由於arc()+scale()是瀏覽器已經實現的方法,理論上精度最高,所以從效率、精確度和簡單易用程度上來講,都是最佳的。在用arc()+scale()繪製完橢圓後,context.stroke()和 context.restore()兩個方法呼叫的先後順序不同,產生的結果會很有意思的。通常應該先restore()再stroke()。
Demo
下面是除光柵法之外,幾個繪製橢圓函式的演示,演示程式碼如下:
<div id="CanvasWrap" style=" background:#fff; width: 600px; height: 600px; border: 1pxsolidblack;"></div> <script type="text/javascript">// <![CDATA[ var canvas, context; var div = document.getElementById("CanvasWrap"); div.innerHTML = ""; canvas = document.createElement("canvas"); canvas.style.width = "600px" canvas.style.height = "600px" canvas.width = 600; canvas.height = 600; context = canvas.getContext("2d"); div.appendChild(canvas); function execDraw() { //解決Chrome下的線寬小於等於1的問題 context.lineWidth = 1.1; context.strokeStyle="black" ParamEllipse(context, 130, 80, 50, 50); //圓 ParamEllipse(context, 130, 80, 100, 20); //橢圓 EvenCompEllipse(context, 130, 200, 50, 50); //圓 EvenCompEllipse(context, 130, 200, 100, 20); //橢圓 BezierEllipse1(context, 470, 80, 50, 50); //圓 BezierEllipse1(context, 470, 80, 100, 20); //橢圓 BezierEllipse2(context, 470, 200, 50, 50); //圓 BezierEllipse2(context, 470, 200, 100, 20); //橢圓 //檢測相似性(重合的程度) ParamEllipse(context, 300, 450, 250, 50); context.strokeStyle = "yellow"; BezierEllipse1(context, 300, 450, 250, 50); context.strokeStyle = "blue"; BezierEllipse2(context, 300, 450, 250, 50); }; function clearCavnas() { context.clearRect(0, 0, 600, 600); }; // ]]></script> <p> <br /> <button onclick="execDraw();" type="button">執行</button> <button onclick="clearCanvas();" type="button">清理</button> </p>
注意,要成功執行程式碼,需要支援HTML5的Canvas的瀏覽器。
第一次寫部落格,弄了一整天,真不容易啊!部落格園的暗色面板模板對插入的程式碼顯示效果不好。為了弄程式碼格式,我可是煞費苦心啊!
轉自:http://www.cnblogs.com/shn11160/archive/2012/08/27/2658057.html