JavaScript關於圖片處理與合成的方法詳解

圖片處理現在已經成為我們生活中的剛需，想必大家也常有了這方面的需求。實際前端業務中，也常常會有很多的項目需要用到圖片加工處理。由於過去一段時間公司的業務需求，讓我在這方面累積了一些乾貨，趁著年後這段時間總結成一系列文章與大家分享，希望能對各位努力中的前端童鞋帶來啟發和幫助。

本系列分成以下4個部分:

1. 基礎類型圖片處理技術的縮放與裁切；

2. 基礎類型圖片處理技術之圖片合成；

3. 基礎類型圖片處理技術之文字合成；

4. 演算法類型圖片處理技術；

透過這些積累，我封裝了幾個項目中常用的功能：

圖片合成: Example Git 圖片裁剪: Example Git 人像摳除: Example Git

嘮叨完這些老套路後，我們開始起飛！

首先，我在這裡將前端圖片處理暫且分成兩種類型：基礎類型與演算法類型；

基礎類型的圖片處理技術: 圖片縮放，旋轉，添加邊框，圖片合成，拼圖等業務都屬於基礎類型的圖片處理，其區分點在於無需使用像素級別的演算法，而是透過計算改變圖片的尺寸及位置等來改造圖片。例如常用的貼紙功能:

演算法類型的圖片處理: 這類型的圖片處理複雜度較高，特點是透過像素層級演算法對圖片的像素點進行RGBA通道值等進行改造，例如我們使用photshop或美圖秀等工具對圖片進行的美顏/ 濾鏡/ 黑白/ 摳圖/ 模糊等操作，這類型的重點主要在於演算法和效能層面。例如常用的妝容功能:

本系列首先從基礎型別處理開啟我們的旅程。基礎類型的圖片處理在實際專案中有著大量的使用場景，主要是運用canvas的能力來完成，不存在效能和相容性問題，能夠達到線上運行標準。我在這裡將基礎類型的圖片處理大致的分成以下幾種類型，這些類型基本上能涵蓋日常所有業務場景：

• 圖片的縮放；

• #圖片的裁切；

• 圖片的合成；

#圖片與圖片的合成，例如貼紙，邊框，浮水印等；為圖片添加文字；為圖片添加基礎幾何圖形；

Tips: 我已將該類型的圖片處理場景封裝成了一個插件，基本上能應付所有這類型圖片處理的需求，GIT地址(歡迎探討);

在介紹具體的功能前，由於圖片的繪製完全的依賴於圖片的加載，因此先來了解一些前置知識。

1、圖片的跨域

首先，圖片載入並繪製涉及了圖片的跨域問題，因此如果是一張在線的圖片，需要在圖片伺服器上設定跨域頭，並且在前端載入圖片之前將a1f02c36ba31691bcfe87b2722de723b標籤的crossOrigin設定為*，否則繪製到畫布的時候會報跨域的錯誤。

Tips: 這裡累積了一些小坑，可以跟大家分享下：

1. #crossOrigin需要嚴格設置，既只有是線上圖片時，才設置，而本地路徑或base64時，則一定不能設置，否則在某些系統下會報錯，導致圖片加載失敗；

2. ##當當項目為本機套件環境時，例如內建於

   App時，crossOrigin值無效，webview的安全機制會導致無論該值設定與否，都會報跨域的錯誤。解決方法是：需要將所有圖片轉換成base64才能正確繪製；

3. #crossOrigin值一定要在圖片載入之前設置，即為a1f02c36ba31691bcfe87b2722de723b賦值src之前進行設置，否則無效；

2、圖片的載入

由於

canvas的繪製需要的是已經載入完成的圖片，我們需要確保繪製的素材圖片是已經載入完成的，因此我們需要使用a1f02c36ba31691bcfe87b2722de723b的onload事件，可以使用html中已存在的圖片，或是用js建立一個圖片物件:

function loadImage(image, loader, error){
 // 创建 image 对象加载图片；
 let img = new Image();
 
 // 当为线上图片时，需要设置 crossOrigin 属性；
 if(image.indexOf('http') == 0)img.crossOrigin = '*';
 img.onload = () => {
 loaded(img);
 
 // 使用完后清空该对象，释放内存；
 setTimeout(()=>{
  img = null;
 },1000);
 };
 img.onerror = () => {
 error('img load error');
 };
 img.src = image;
}

介紹圖片載入的前置知識後，我們先來看看最簡單的圖片處理---縮放與裁切！

Tips: 相信大家閱讀本文時，如果對

canvas不太了解，可以查詢下對應的API文件即可，本文不再對 canvas基礎API做詳細解說。

一、圖片的縮放

图片的缩放最常见的场景是做图片的压缩。在保证图片清晰的前提下通过合理地缩小图片尺寸，能大大的降低图片的大小。在实际应用场景中，有着广泛的用途。例如图片上传时，用户自主上传的图片可能是一张非常大的尺寸，例如现在手机所拍摄的照片尺寸经常能达到1920*2560的尺寸,大小可能超过5M。而在项目中，我们可能并不需要用到这么大的尺寸，此时对图片的压缩能大大的优化加载速度和节省带宽；

1、新建一个canvas画布，将宽高设置为需要压缩到的尺寸;

该画布既为图片缩放后的尺寸，此处有个点是需要保证图片的比例不变, 因此需要通过计算得出画布的宽与高：

let imgRatio = img.naturalWidth / img.naturalHeight;

// 创建一个画布容器；
let cvs = document.createElement('canvas');

// 获取容器中的画板；
let ctx = cvs.getContext('2d');
cvs.width = 1000;
cvs.height = cvs.width / imgRatio;

2、将图片画入后再导出成base64;

这里使用2个最常用的方法:

ctx.drawImage(image, dx, dy, dw, dh): 这个方法其实最多可以接收9个参数, 实现压缩，只需要使用其中的5个参数即可, 其余参数在其它部分使用到时再做详解；

image : 需要绘制的图片源，需要接收已经 加载完成 的HTMLImageElement，HTMLCanvasElement或者HTMLVideoElement； dx / dy : 相对于画布左上角的绘制起始点坐标； dw / dh : 绘制的宽度和高度，宽高比例并不锁定，可使图片变形；

cvs.toDataURL(type, quality): 该方法用于将画布上的内容导出成 base64 格式的图片，可配置2个参数；

type: 图片格式, 一般可以使用 image/png 或者 image/jpeg, 当图片不包含透明时，建议使用jpeg，可使导出的图片大小减小很多； quality: 图片质量，可使用0~1之间的任意值；经过测试，该值设置成0.9时较为合适，可以有效减小图片文件大小且基本不影响图片清晰度，导出后的 base64 既为压缩后的图片；

Tips: 此处有个坑, 想导出jpg格式的图片必须用image/jpeg，不能使用image/jpg；

// 将原图等比例绘制到缩放后的画布上；
ctx.drawImage(image, 0, 0, cvs.width, cvs.height);

// 将绘制后的图导出成 base64 的格式；
let b64 = cvs.toDataURL('image/jpeg', 0.9);

3.多种格式的图片转换成base64;

我们常用的图片上传功能，我们使用的是原生的a2dc5349fb8bb852eaec4b6390c03b14标签，此时获取到的是File格式的图片，图片的格式各异且尺寸很大，我们应该压缩处理后再使用。

使用FileReader:

let file = e.files[0]; 
if(window.FileReader) { 
 let fr = new FileReader(); 
 fr.onloadend = e => {
 let b64 = e.target.result;
 
 // b64即为base64格式的用户上传图;
 }; 
 fr.readAsDataURL(file);
}

对base64的图片使用刚才的canvas方式进行压缩的处理；

Tips: 这里有个小坑是，图片的EXIF信息中的方向值会影响图片的展示，在IOS会出现图片的宽高与图片的方向不匹配的问题，因此需要进行特殊处理，矫正图片的方向。方案:

1、可以使用 exif.js 来获取图片信息中的Orientation属性，利用canvas的旋转绘制来矫正；

2、这里有个 canvasResize.js 插件，可以解决从 File 到 base64 的所有问题。

二、图片的裁剪

在实际项目中，由于图片的宽高比例各式各样，而展示和使用一般需要一个较为固定的比例，此时便需要将图片裁剪成我们需要的宽高比例，使用到的方式其实和图片的缩放基本一致，主要是通过调整 drawImage 的dx, dy参数来实现。原理其实是，将drawImage的绘制起始点(dx, dy)向上偏移，此时由于canvas已被我们设置成期望裁剪后的尺寸，而超出画布的部分不会绘制，从而达到裁剪的目的；通过灵活的设置值，基本可以完成各种图片裁剪需求，简单示例图(黑色框代表创建的画布的尺寸):

此处以需要将一张600*800的长方形图竖直居中裁剪为600*600的正方形图为例, 简单封装成一个功能函数:

// 使用方式：
let b64 = cropImage(img, {
 width : 600,
 height : 600,
});

// 居中裁剪
function cropImage(img, ops){
 // 图片原始尺寸；
 let imgOriginWidth = img.naturalWidth,
 imgOriginHeight = img.naturalHeight;
 
 // 图片长宽比，保证图片不变形；
 let imgRatio = imgOriginWidth / imgOriginHeight;
 
 // 图片裁剪后的宽高， 默认值为原图宽高；
 let imgCropedWidth = ops.width || imgOriginWidth,
 imgCropedHeight = ops.height || imgOriginHeight;
 
 // 计算得出起始坐标点的偏移量, 由于是居中裁剪，因此等于 前后差值 / 2；
 let dx = (imgCropedWidth - imgOriginWidth) / 2,
 dy = (imgCropedHeight - imgOriginHeight) / 2;

 // 创建画布，并将画布设置为裁剪后的宽高；
 let cvs = document.createElement('canvas');
 let ctx = cvs.getContext('2d');
 cvs.width = imgCropedWidth;
 cvs.height = imgCropedHeight;
 
 // 绘制并导出图片；
 ctx.drawImage(img, dx, dy, imgCropedWidth, imgCropedWidth / imgRatio);
 return cvs.toDataURL('image/jpeg', 0.9);
}

三、图片的旋转

图片的旋转的原理同样也是将图片绘制到画布上进行旋转后再导出。其实使用到的是canvas的rotate方法；

let cvs = document.createElement('canvas');
let ctx = cvs.getContext('2d');

// 将参照点移动到画板的中心点；
ctx.translate(ctx.width/2, ctx.height/2);
// 旋转画板；
ctx.rotate = 90;
// 绘制图片；
ctx.drawImage(img);
// 导出得到旋转后的图片；
cvs.toDataURL();

这里有个比较特别的部分，就是这里旋转的是画布的画板部分，并不是整个画布容器，而画布容器外面不会被绘制，因此这里就会出现一个图像四个角被裁剪掉的问题:

解决的方式就是:

将画布容器放大，变成:

上面这个例子中，由于图片是正方形，因此将容器的宽高放大1.5倍便可保证图片不会被裁剪，而现实中的图片由于宽高比例不定，因此这个放大系数是一个动态的值:

Tips: 由于我们将画板基点移动到画布中心了，因此在绘制的时候，要相对于基点调整 dx 与 dy;

// 创建画布，获取画板；
...

// 放大系数为
let iw = img.width, ih = img.height;
let ir = iw > ih ? iw / ih : ih / iw;

cvs.width = iw * ir * 1.5;
cvs.height = ih * ir * 1.5;
// 将参照点移动到画板的中心点；
ctx.translate(cvs.width/2, cvs.height/2);
// 旋转画板；
ctx.rotate = 90;

// 绘制图片；
ctx.drawImage(img, -cvs.width/2, -cvs.height/2);

// 导出图片；
...

总结

本文主要介绍了一些前端图片处理的前置知识:

图片处理技术分类；

基础类型图片处理技术；算法类型图片处理技术； 图片的跨域；图片的加载；

还有讲解了属于基础类型图片处理中最简单的两类:

图片的缩放；图片的裁剪；图片的旋转；

相信大家已经对图片的处理有了个大致的了解了。下篇文章，我们将继续深入研究基础类型中的图片合成，也是各种干货满满，美不胜收。

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