canvas API ，通俗的canvas基础知识（四）

今天要讲的内容是canvas的转换功能，前面的内容没用看的同学可以出门右转，先看看前面的基础知识，废话不多说，开始进入正题吧！
何为转换功能？熟悉css3的同学都知道，css3里面有transform，translate，scale，rotate，animation等等，这就是css3的转换功能，同样，canvas也支持，但是只是支持部分，那我们来看看，都支持哪些，和css3相比，有什么区别？
1、scale

scale(scaleWidth,scaleHeight)  缩放当前绘图

参数：scaleWidth 表示缩放当前绘图的宽度，取值如0.5 = 50% ，1 = 100% ， 2 = 200%以此类推 ； scaleHeight 表示缩放当前绘图的高度，取值如0.5 = 50% ，1 = 100% ， 2 = 200%以此类推
我们可以先看看css3是什么表现：
css3 scale(sx,sy)  sx,sy分别表示向横坐标和纵坐标的缩放向量，取值如0.5 = 50% ，1 = 100% ， 2 = 200%以此类推 基本上跟canvas是一样，只是说法不一样而已，那既然用法是一样的，我们就来试一下：

ctx.strokeStyle = 'red';
ctx.strokeRect(5,5,50,50);
ctx.scale(2,2);
ctx.strokeRect(5,5,50,50);
ctx.scale(2,2);
ctx.strokeRect(5,5,50,50);

咦，你会看到一个很奇怪的现象，它不是从定位的原点开始缩放的，而是偏移了原点，实际上是不仅仅是图形缩放了，就连图形的边距也缩放了，且缩放的倍数与图形倍数一致，我们看一下css3的scale会有什么样的表现：

.box{
    width:50px;
    height:50px;
    border:1px solid #000;
    margin:20px;
}
.box:hover{
    -webkit-transform:scale(2,2);
}

css3的表现是以图形的中心点为原点，然后向四周缩放，由此我们得到canvas 的scale与css3的scale的不同点之一；

不同点之二就是，css3的scale，如果x,y轴的缩放倍数一样的话，是可以缩写成一个参数的，如：

.box:hover{
    -webkit-transform:scale(2);
}

效果是一样一样的，但是canvas的2个参数即使缩放倍数一样，也是不能进行简写的，必须2个参数都写才能运行；

说到这里，我想起来在canvasAPI开篇的时候留了一个悬念，就是canvas画布的宽高设置必须在canvas标签属性上设置，而不能在css里设置，这是为什么呢？下面大家来看一个例子：

第一组，我们用css来定义canvas的宽高，标签属性上不设样式：

canvas{ background:#fff; width:300px; height:300px; }

ctx.strokeStyle = 'red';
ctx.strokeRect(5,5,50,50);

咦，这是什么鬼？

第二组，我们用canvas标签属性来设宽高，不用css设置：

<canvas width="300" height="300" id="canvas">
        <span>亲，您的浏览器不支持canvas，换个浏览器试试吧！</span>
</canvas>

明显是在标签属性上设置的宽高是正常的，为什么css设置宽高会出现这种诡异的状况，原因是canvas本身是有默认宽高的（宽300，高150），如果在css中设置宽高，会让canvas认为，现在canvas的宽度倍自动缩放了，缩放比例为css设置的宽度/300，高的也一样，那么就可以理解了，现在css设置的宽度是300，高的是300，那么就会缩放宽=300/300，高缩放=300/150，高的自然就被拉高了一倍，所以这才是必须在canvas的属性上设置宽高的原因

我们回到scale，我们来给给一个动态图，来看看scale的变化过程：

var timer = null;
ctx.strokeStyle = 'red';
timer = setInterval(function(){
    ctx.beginPath();
    ctx.scale(1.5,1.5);
    ctx.strokeRect(5,5,50,50);
    ctx.closePath();
},500)

可以从这个gif图中可以看出，scale的变化是在前面的一次绘图的基础上再次缩放，然后再缩放，有人说，你这个定时器是本来就是原来的基础上再缩放一次，理所应该就是这样，但是这个效果不好看，能不能我设一个参数，然后让它累加，慢慢的缩放，且只有一个图形呢？

嗯，这里就需要解释一个方法叫clearRect()，表示在指定的范围内清除样式，这里如果需要只有一个图形，那么就必须在下一次绘制图形之前清除掉前面的一次绘图，因为中间的时间极短，就感觉是连续的，我们先介绍一下这个clearRect()方法吧：

clearRect(x,y,w,h) 参数：w,y表示需要清除的矩形的左上角坐标，w,h表示需要清除的矩形的宽高

从参数可以看出，它是可以清除局部区域的像素的，如果区域设为画布，则是清除整个画布了，好了，让我们一起来写一下你想要的那种效果：

var timer = null;
        var num = 1;
        ctx.strokeStyle = 'red';
        timer = setInterval(function(){
            
            if(parseInt(num) >=5){
                clearInterval(timer);
                num =5;    
            }else{
                num +=0.1;
            }
            ctx.clearRect(0,0,canvas.clientWidth,canvas.clientHeight);
            ctx.save();
            ctx.beginPath();
            ctx.scale(num,num);
            ctx.strokeRect(5,5,50,50);
            ctx.closePath();
            ctx.restore();
        },500)

看上图，现在就可以安安静静看它是怎么缩放的了，边距和图形一起缩放，比例也是一样的，这里的效果之所以没有和上面的gif图一样，在上一次缩放的基础上缩放，是因为这一对活宝：save()和restore()，这对活宝上一篇已经讲过了，如果还是不熟悉的同学出门右转，找到API的第3篇，这里的这一对主要功能是保存当前的路径，不被其他的路径污染，这对活宝和clearRect()在做运动的时候是非常有用的，这里终点提示一下！

2、rotate

rotate(angle)  旋转当前绘图  参数：angle表示旋转角度，这里需要填写弧度（弧度和角度的关系，在前面就已经讲过了，不熟悉的同学可以找到API的第2篇）

同样我们看一下css3 rotate的表现：

.box{
    width:50px;
    height:50px;
    border:1px solid #000;
    margin:20px;
}
.box:hover{
    -webkit-transform:rotate(30deg);
}

可以看到css3的旋转是以中心为原点进行旋转，切接受的参数直接就是角度，而不是弧度，那canvas的rotate的表现是什么呢？

ctx.fillStyle = 'red';
ctx.fillRect(0,0,150,50);
ctx.beginPath();
ctx.rotate(30*Math.PI/180);
ctx.strokeRect(0,0,150,50);
ctx.closePath();

  红色为初始图形，黑色为旋转图形，这是将图形坐标设置画布左上角的地方的

ctx.fillStyle = 'red';
ctx.fillRect(50,50,150,50);
ctx.beginPath();
ctx.rotate(30*Math.PI/180);
ctx.strokeRect(50,50,150,50);
ctx.closePath();

  图形坐标设置50,50处

ctx.fillStyle = 'red';
ctx.fillRect(100,100,150,50);
ctx.beginPath();
ctx.rotate(30*Math.PI/180);
ctx.strokeRect(100,100,150,50);
ctx.closePath();

图形坐标设在100,100处

从这个3组效果中，我们可以得出这样的结论：

1、canvas的旋转原点并不是以自身的中心为原点，而是以画布的左上角为原点，3张图的比较可以看出来

2、图形的旋转原点也不是其自身的中心，而是其左上角为原点

这里说了2个原点，可能不好理解哈，几个例子，比如地球，它即绕太阳转，自己本身也转，那么它让太阳转就是我们说的第一点，图形绕画布旋转，准确的来说，也是图形的左上角绕画布左上角旋转，太阳的自转就是我们说的第2点，它自己本身的旋转，只不过canvas图形中的自转不是以中心为原点的旋转，其中心在左上角，这应该就明白看吧！

3、translate

translate(x,y)  重新映射画布上的 (0,0) 位置，这怎么理解？通俗的将，就是重新定义坐标原点，默认原点是（0,0），用此方法会将原点改成（x,y）

参数：x 添加到水平坐标（x）上的值  y添加到垂直坐标（y）上的值

定义不好理解，那我们就用例子来理解：

ctx.fillRect(10,10,100,100);
//设置新原点
ctx.translate(110,110);
ctx.fillRect(10,10,100,100);

首先我们画了一个100*100的矩形，图形坐标（10，10），因为默认原点是画布左上角，所以此图形在距离左上角（10,10）的位置，理论上说，我们再画一个一模一样的矩形，坐标也一样，2图形是会覆盖的，但是我们现在重新设置原点（110,110），刚好在第一个图形的右下角，这样方便观察，然后再画一个坐标和大小一模一样的矩形，我们来看看效果：



第二个矩形就刚好是以（110,110）为新的原点，然后距离新原点（10,10）的距离画了一个矩形，恩，这就是translate的作用

css3也是有translate的，我们不妨也来对比一下，下面我写一个css3的translate的例子：

.box{
    width:150px;
    height:150px;
    border:1px solid #000;
    margin:20px;
}
.box:hover{
    -webkit-transform: translate(100px,0);
}

从gif图可以看出，css3的translate是以自身中心为原点进行平移，但是不会改变原点坐标，所以，canvas的translate跟css3的translate又不一样


4、transform

transform(a,b,c,d,e,f)   替换当前的变换矩阵

参数：

a：水平缩放绘图

b：水平倾斜绘图

c：垂直倾斜绘图

d：垂直缩放绘图

e：水平移动绘图

f：垂直移动绘图

参数很多，但是看这参数的解释，还是很好理解，我们都知道css3的transform是一个集合，其中包含：scale，rotate，translate，skew和matrix，并且其中的matrix（矩阵）是可以转换成前面的任何效果的，换句话说，就是matrix（矩阵）可以包含前面的任何效果，包括自身，而canvas中的transform就是扮演css3的matrix的角色，只是跟css3的效果不一样而已，前面已经对比过了，具体的原理我们在这里就不说了，如果不清楚的，可以看一下css3的matrix是什么个原理，canvas的transform跟他的原理差不多！css3 matrix看这里


scale转成transform公式可得：

context.scale(sx, sy)

缩放我直接用公式来解释：

x’=sx*x

y’=sy*y

(其中，sx 和sy分别表示在x轴和y轴上的缩放倍数，x和y默认为1)

matrix(sx*x,0,0,sy*y,0,0) --> context.transform(sx*x,0,0,sy*y,0,0) -->context.transform(sx,0,0,sy,0,0)

ctx.fillRect(10,10,100,100);
//缩放
ctx.transform(2,0,0,2,0,0);
ctx.fillStyle="red";
ctx.fillRect(10,10,100,100);

rotate转化成transform

rotate(a*Math.PI/180)

公式推导就不推了，直接拿过来了

context.transform(cos(a),sin(a),-sin(a),cos(a),0,0)  （a为角度）

--> context.transform(Math.cos(a*Math.PI/180),Math.sin(a*Math.PI/180),-Math.sin(a*Math.PI/180),Math.cos(a*Math.PI/180),0,0)

ctx.fillRect(10,10,100,100);
//旋转
ctx.transform(Math.cos(30*Math.PI/180),Math.sin(30*Math.PI/180),-Math.sin(30*Math.PI/180),Math.cos(30*Math.PI/180),0,0);
ctx.fillStyle="red";
ctx.fillRect(10,10,100,100);

translate转化成transform

translate（tx,ty）

context.transform(1,0,0,1,tx,ty)

ctx.fillRect(10,10,100,100);
//平移
ctx.transform(1,0,0,1,110,110);
ctx.fillStyle="red";
ctx.fillRect(10,10,100,100);

skew转化成transform

虽然canvas没有skew方法，但是transform依然可以做出来

context.transform(1,tan(ay),tan(ax),1,0,0) （ax,ay表示x方向，y方向的倾斜角度）

-->context.transform(1,Math.tan(ay*Math.PI/180),Math.tan(ax*Math.PI/180),1,0,0)

ctx.fillRect(10,10,100,100);
//倾斜
ctx.transform(1,Math.tan(30*Math.PI/180),Math.tan(30*Math.PI/180),1,0,0)
ctx.fillStyle="red";
ctx.fillRect(10,10,100,100);

那么，如果我想实现平移，旋转，倾斜加放大呢，怎么做？那就分开写呗：

ctx.fillRect(10,10,100,100);
//综合
ctx.transform(1,0,0,1,110,110);//平移
ctx.transform(Math.cos(10*Math.PI/180),Math.sin(10*Math.PI/180),-Math.sin(10*Math.PI/180),Math.cos(30*Math.PI/180),0,0);//旋转
ctx.transform(0.5,0,0,0.5,0,0);//缩放
ctx.transform(1,Math.tan(30*Math.PI/180),Math.tan(30*Math.PI/180),1,0,0);//倾斜
ctx.fillStyle="red";
ctx.fillRect(10,10,100,100);

5、setTransform

setTransform(a,b,c,d,e,f)  当前的变换矩阵重置为单位矩阵，用法与transform相同

参数：

a：水平缩放绘图

b：水平倾斜绘图

c：垂直倾斜绘图

d：垂直缩放绘图

e：水平移动绘图

f：垂直移动绘图

怎么理解这个方法呢？

当我们用transform时，前面的变换方法会影响到后面的变换方法，我们俗称污染，比如：

//缩放
ctx.transform(2,0,0,2,0,0);
ctx.fillStyle="red";
ctx.fillRect(10,10,100,100);
ctx.beginPath();
//旋转
ctx.transform(Math.cos(30*Math.PI/180),Math.sin(30*Math.PI/180),-Math.sin(30*Math.PI/180),Math.cos(30*Math.PI/180),0,0);
ctx.fillStyle="green";
ctx.fillRect(10,10,100,100);

前面的一个图形我想让它放大2倍，后面的我不想让它放大，而是想让它旋转30度，结果：



后面的图形也放大了2倍，这不是我们想要的结果，有人会说，我用save()和restore()不就可以了吗？

//缩放
ctx.save();
ctx.transform(2,0,0,2,0,0);
ctx.fillStyle="red";
ctx.fillRect(10,10,100,100);
ctx.restore();
ctx.beginPath();
//旋转
ctx.transform(Math.cos(30*Math.PI/180),Math.sin(30*Math.PI/180),-Math.sin(30*Math.PI/180),Math.cos(30*Math.PI/180),0,0);
ctx.fillStyle="green";
ctx.fillRect(10,10,100,100);

如果你用这2个方法，我就不得不给你赞一个，说明前面的你看进去了



但是我想说的是，我们有更好的方法，就是我们现在要讲的这个--setTransform

//缩放
ctx.setTransform(2,0,0,2,0,0);
ctx.fillStyle="red";
ctx.fillRect(10,10,100,100);
ctx.beginPath();
//旋转
ctx.setTransform(Math.cos(30*Math.PI/180),Math.sin(30*Math.PI/180),-Math.sin(30*Math.PI/180),Math.cos(30*Math.PI/180),0,0);
ctx.fillStyle="green";
ctx.fillRect(10,10,100,100);

效果跟上面的一样，官方解释是该变换只会影响 setTransform() 方法调用之后的绘图，当然，如果你把transform和setTransform一起混用，那也是会污染的：

//缩放
ctx.setTransform(2,0,0,2,0,0);
ctx.fillStyle="red";
ctx.fillRect(10,10,100,100);
ctx.beginPath();
//旋转
ctx.transform(Math.cos(30*Math.PI/180),Math.sin(30*Math.PI/180),-Math.sin(30*Math.PI/180),Math.cos(30*Math.PI/180),0,0);
ctx.fillStyle="green";
ctx.fillRect(10,10,100,100);

要是把这2方法调个个看看：

//缩放
ctx.transform(2,0,0,2,0,0);
ctx.fillStyle="red";
ctx.fillRect(10,10,100,100);
ctx.beginPath();
//旋转        
ctx.setTransform(Math.cos(30*Math.PI/180),Math.sin(30*Math.PI/180),-Math.sin(30*Math.PI/180),Math.cos(30*Math.PI/180),0,0);
ctx.fillStyle="green";
ctx.fillRect(10,10,100,100);

看看，效果就又不一样了，所以，在用这些变换方法的时候，必须要弄清楚他们的作用范围和顺序，才能做出我们想要的效果，也不会污染其他的效果，这点，需谨记了！

好了，变换部分就讲完了，感谢大家的关注，如有将的不对的地方，希望能踊跃指正，不甚感谢！

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