【HTML5】Canvas 實現放大鏡效果

阿新 • • 發佈：2019-01-04

圖片放大鏡

效果

原理

首先選擇圖片的一塊區域，然後將這塊區域放大，然後再繪製到原先的圖片上，保證兩塊區域的中心點一致, 如下圖所示:

初始化

<canvas id="canvas" width="500" height="500">
</canvas>

<img src="image.png" style="display: none" id="img">

獲得 canvas 和 image 物件，這裡使用 <img> 標籤預載入圖片, 關於圖片預載入可以看這裡

var canvas = document.getElementById("canvas" 
);
var context = canvas.getContext("2d");
var img = document.getElementById("img");

設定相關變數

// 圖片被放大區域的中心點，也是放大鏡的中心點
var centerPoint = {};
// 圖片被放大區域的半徑
var originalRadius = 100;
// 圖片被放大區域
var originalRectangle = {};
// 放大倍數
var scale = 2;
// 放大後區域
var scaleGlassRectangle

畫背景圖片

function drawBackGround 
() {
    context.drawImage(img, 0, 0);
}

計算圖片被放大的區域的範圍

這裡我們使用滑鼠的位置作為被放大區域的中心點(放大鏡隨著滑鼠移動而移動)，因為 canvas 在畫圖片的時候，需要知道左上角的座標以及區域的寬高，所以這裡我們計算區域的範圍

function calOriginalRectangle(point) {
    originalRectangle.x = point.x - originalRadius;
    originalRectangle.y = point.y - originalRadius;
    originalRectangle.width = originalRadius * 2 
;
    originalRectangle.height = originalRadius * 2;
}

繪製放大鏡區域

裁剪區域

放大鏡一般是圓形的，這裡我們使用 clip 函式裁剪出一個圓形區域，然後在該區域中繪製放大後的圖。一旦裁減了某個區域，以後所有的繪圖都會被限制的這個區域裡，這裡我們使用 save 和 restore 方法清除裁剪區域的影響。save 儲存當前畫布的一次狀態，包含 canvas 的上下文屬性，例如 style，lineWidth 等，然後會將這個狀態壓入一個堆疊。restore 用來恢復上一次 save 的狀態，從堆疊裡彈出最頂層的狀態。

context.save();
context.beginPath();
context.arc(centerPoint.x, centerPoint.y, originalRadius, 0, Math.PI * 2, false);
context.clip();
......
context.restore();

計算放大鏡區域

通過中心點、被放大區域的寬高以及放大倍數，獲得區域的左上角座標以及區域的寬高。

scaleGlassRectangle = {
    x: centerPoint.x - originalRectangle.width * scale / 2,
    y: centerPoint.y - originalRectangle.height * scale / 2,
    width: originalRectangle.width * scale,
    height: originalRectangle.height * scale
}

繪製圖片

在這裡我們使用 context.drawImage(img,sx,sy,swidth,sheight,x,y,width,height); 方法，將 canvas 自身作為一副圖片，然後取被放大區域的影象，將其繪製到放大鏡區域裡。

context.drawImage(canvas,
    originalRectangle.x, originalRectangle.y,
    originalRectangle.width, originalRectangle.height,
    scaleGlassRectangle.x, scaleGlassRectangle.y,
    scaleGlassRectangle.width, scaleGlassRectangle.height
);

繪製放大邊緣

createRadialGradient 用來繪製漸變影象

context.beginPath();
var gradient = context.createRadialGradient(
    centerPoint.x, centerPoint.y, originalRadius - 5,
    centerPoint.x, centerPoint.y, originalRadius);
gradient.addColorStop(0, 'rgba(0,0,0,0.2)');
gradient.addColorStop(0.80, 'silver');
gradient.addColorStop(0.90, 'silver');
gradient.addColorStop(1.0, 'rgba(150,150,150,0.9)');

context.strokeStyle = gradient;
context.lineWidth = 5;
context.arc(centerPoint.x, centerPoint.y, originalRadius, 0, Math.PI * 2, false);
context.stroke();

新增滑鼠事件

為 canvas 新增滑鼠移動事件

canvas.onmousemove = function (e) {
    ......
}

轉換座標

滑鼠事件獲得座標一般為螢幕的或者 window 的座標，我們需要將其裝換為 canvas 的座標。getBoundingClientRect 用於獲得頁面中某個元素的左，上，右和下分別相對瀏覽器視窗的位置。

function windowToCanvas(x, y) {
    var bbox = canvas.getBoundingClientRect();
    return {x: x - bbox.left, y: y - bbox.top}
}

修改滑鼠樣式

我們可以通過 css 來修改滑鼠樣式

#canvas {
    display: block;
    border: 1px solid red;
    margin: 0 auto;
    cursor: crosshair;
}

圖表放大鏡

我們可能基於 canvas 繪製一些圖表或者影象，如果兩個元素的座標離得比較近，就會給元素的選擇帶來一些影響，例如我們畫兩條線，一個線的座標是(200.5, 400) -> (200.5, 200)，另一個線的座標為 (201.5, 400) -> (201.5, 20)，那麼這兩條線幾乎就會重疊在一起，如下圖所示：

使用圖表放大鏡的效果
這裡寫圖片描述

線上演示原始碼

原理

類似於地圖中的圖例，放大鏡使用較為精確的圖例，如下圖所示：

在放大鏡座標系統中，原始的區域會變大，如下圖所示

繪製原始線段

首先建立一個線段物件

function Line(xStart, yStart, xEnd, yEnd, index, color) {
    // 起點x座標
    this.xStart = xStart;
    // 起點y座標
    this.yStart = yStart;
    // 終點x座標
    this.xEnd = xEnd;
    // 終點y座標
    this.yEnd = yEnd;
    // 用來標記是哪條線段
    this.index = index;
    // 線段顏色
    this.color = color;
}

初始化線段

// 原始線段
var chartLines = new Array();
// 處於放大鏡中的原始線段
var glassLines;
// 放大後的線段
var scaleGlassLines;
// 位於放大鏡中的線段數量
var glassLineSize;

function initLines() {

    var line;
    line = new Line(200.5, 400, 200.5, 200, 0, "#888");
    chartLines.push(line);
    line = new Line(201.5, 400, 201.5, 20, 1, "#888");
    chartLines.push(line);


    glassLineSize = chartLines.length;
    glassLines = new Array(glassLineSize);
    for (var i = 0; i < glassLineSize; i++) {
        line = new Line(0, 0, 0, 0, i);
        glassLines[i] = line;
    }

    scaleGlassLines = new Array(glassLineSize);
    for (var i = 0; i < glassLineSize; i++) {
        line = new Line(0, 0, 0, 0, i);
        scaleGlassLines[i] = line;
    }
}

繪製線段

function drawLines() {
    var line;
    context.lineWidth = 1;

    for (var i = 0; i < chartLines.length; i++) {
        line = chartLines[i];
        context.beginPath();
        context.strokeStyle = line.color;
        context.moveTo(line.xStart, line.yStart);
        context.lineTo(line.xEnd, line.yEnd);
        context.stroke();
    }
}

計算原始區域和放大鏡區域

function calGlassRectangle(point) {
    originalRectangle.x = point.x - originalRadius;
    originalRectangle.y = point.y - originalRadius;
    originalRectangle.width = originalRadius * 2;
    originalRectangle.height = originalRadius * 2;

    scaleGlassRectangle.width = originalRectangle.width * scale;
    scaleGlassRectangle.height = originalRectangle.height * scale;
    scaleGlassRectangle.x = originalRectangle.x + originalRectangle.width / 2 - scaleGlassRectangle.width / 2;
    scaleGlassRectangle.y = originalRectangle.y + originalRectangle.height / 2 - scaleGlassRectangle.height / 2;

    // 將值裝換為整數
    scaleGlassRectangle.width = parseInt(scaleGlassRectangle.width);
    scaleGlassRectangle.height = parseInt(scaleGlassRectangle.height);
    scaleGlassRectangle.x = parseInt(scaleGlassRectangle.x);
    scaleGlassRectangle.y = parseInt(scaleGlassRectangle.y);
}

計算線段在新座標系統的位置

由原理圖我們知道，放大鏡中使用座標系的圖例要比原始座標系更加精確，比如原始座標系使用 1:100，那麼放大鏡座標系使用 1:10，因此我們需要重新計算線段在放大鏡座標系中的位置。同時為了簡便，我們將線段的原始座標進行了轉化，減去原始區域起始的x值和y值，即將原始區域左上角的點看做為(0,0)。

function calScaleLines() {
    var xStart = originalRectangle.x;
    var xEnd = originalRectangle.x + originalRectangle.width;
    var yStart = originalRectangle.y;
    var yEnd = originalRectangle.y + originalRectangle.height;
    var line, gLine, sgLine;
    var glassLineIndex = 0;
    for (var i = 0; i < chartLines.length; i++) {
        line = chartLines[i];

        // 判斷線段是否在放大鏡中
        if (line.xStart < xStart || line.xEnd > xEnd) {
            continue;
        }
        if (line.yEnd > yEnd || line.yStart < yStart) {
            continue;
        }

        gLine = glassLines[glassLineIndex];
        sgLine = scaleGlassLines[glassLineIndex];
        if (line.yEnd > yEnd) {
            gLine.yEnd = yEnd;
        }
        if (line.yStart < yStart) {
            gLine.yStart = yStart;
        }

        gLine.xStart = line.xStart - xStart;
        gLine.yStart = line.yStart - yStart;
        gLine.xEnd = line.xEnd - xStart;
        gLine.yEnd = line.yEnd - yStart;

        sgLine.xStart = parseInt(gLine.xStart * scale);
        sgLine.yStart = parseInt(gLine.yStart * scale);
        sgLine.xEnd = parseInt(gLine.xEnd * scale);
        sgLine.yEnd = parseInt(gLine.yEnd * scale);
        sgLine.color = line.color;
        glassLineIndex++;
    }
    glassLineSize = glassLineIndex;
}

繪製放大鏡中心點

繪製放大鏡中心的瞄準器

function drawAnchor() {
    context.beginPath();
    context.lineWidth = 2;
    context.fillStyle = "#fff";
    context.strokeStyle = "#000";
    context.arc(parseInt(centerPoint.x), parseInt(centerPoint.y), 10, 0, Math.PI * 2, false);

    var radius = 15;
    context.moveTo(parseInt(centerPoint.x - radius), parseInt(centerPoint.y));
    context.lineTo(parseInt(centerPoint.x + radius), parseInt(centerPoint.y));
    context.moveTo(parseInt(centerPoint.x), parseInt(centerPoint.y - radius));
    context.lineTo(parseInt(centerPoint.x), parseInt(centerPoint.y + radius));
    //context.fill();
    context.stroke();
}

繪製放大鏡

function drawMagnifyingGlass() {

    calScaleLines();

    context.save();
    context.beginPath();
    context.arc(centerPoint.x, centerPoint.y, originalRadius, 0, Math.PI * 2, false);
    context.clip();

    context.beginPath();
    context.fillStyle = "#fff";
    context.arc(centerPoint.x, centerPoint.y, originalRadius, 0, Math.PI * 2, false);
    context.fill();

    context.lineWidth = 4;
    for (var i = 0; i < glassLineSize; i++) {
        context.beginPath();
        context.strokeStyle = scaleGlassLines[i].color;
        context.moveTo(scaleGlassRectangle.x + scaleGlassLines[i].xStart, scaleGlassRectangle.y + scaleGlassLines[i].yStart);
        context.lineTo(scaleGlassRectangle.x + scaleGlassLines[i].xEnd, scaleGlassRectangle.y + scaleGlassLines[i].yEnd);
        context.stroke();
    }
    context.restore();

    context.beginPath();
    var gradient = context.createRadialGradient(
        parseInt(centerPoint.x), parseInt(centerPoint.y), originalRadius - 5,
        parseInt(centerPoint.x), parseInt(centerPoint.y), originalRadius);

    gradient.addColorStop(0.50, 'silver');
    gradient.addColorStop(0.90, 'silver');
    gradient.addColorStop(1, 'black');
    context.strokeStyle = gradient;
    context.lineWidth = 5;
    context.arc(parseInt(centerPoint.x), parseInt(centerPoint.y), originalRadius, 0, Math.PI * 2, false);
    context.stroke();

    drawAnchor();
}

新增事件

滑鼠拖動

滑鼠移動到放大鏡上，然後按下滑鼠左鍵，可以拖動放大鏡，不按滑鼠左鍵或者不在放大鏡區域都不可以拖動放大鏡。
為了實現上面的效果，我們要實現3種事件 mousedown, mousemove, ‘mouseup’, 當滑鼠按下時，檢測是否在放大鏡區域，如果在，設定放大鏡可以移動。滑鼠移動時更新放大鏡中興點的座標。滑鼠鬆開時，設定放大鏡不可以被移動。

canvas.onmousedown = function (e) {
    var point = windowToCanvas(e.clientX, e.clientY);
    var x1, x2, y1, y2, dis;

    x1 = point.x;
    y1 = point.y;
    x2 = centerPoint.x;
    y2 = centerPoint.y;
    dis = Math.pow(x2 - x1, 2) + Math.pow(y2 - y1, 2);
    if (dis < Math.pow(originalRadius, 2)) {
        lastPoint.x = point.x;
        lastPoint.y = point.y;
        moveGlass = true;
    }
}

canvas.onmousemove = function (e) {
    if (moveGlass) {
        var xDis, yDis;
        var point = windowToCanvas(e.clientX, e.clientY);
        xDis = point.x - lastPoint.x;
        yDis = point.y - lastPoint.y;
        centerPoint.x += xDis;
        centerPoint.y += yDis;
        lastPoint.x = point.x;
        lastPoint.y = point.y;
        draw();
    }
}

canvas.onmouseup = function (e) {
    moveGlass = false;
}

滑鼠雙擊

當移動到對應的線段上時，滑鼠雙擊可以選擇該線段，將該線段的顏色變為紅色。

canvas.ondblclick = function (e) {
    var xStart, xEnd, yStart, yEnd;
    var clickPoint = {};
    clickPoint.x = scaleGlassRectangle.x + scaleGlassRectangle.width / 2;
    clickPoint.y = scaleGlassRectangle.y + scaleGlassRectangle.height / 2;
    var index = -1;

    for (var i = 0; i < scaleGlassLines.length; i++) {
        var scaleLine = scaleGlassLines[i];

        xStart = scaleGlassRectangle.x + scaleLine.xStart - 3;
        xEnd = scaleGlassRectangle.x + scaleLine.xStart + 3;
        yStart = scaleGlassRectangle.y + scaleLine.yStart;
        yEnd = scaleGlassRectangle.y + scaleLine.yEnd;

        if (clickPoint.x > xStart && clickPoint.x < xEnd && clickPoint.y < yStart && clickPoint.y > yEnd) {
            scaleLine.color = "#f00";
            index = scaleLine.index;
            break;
        }
    }

    for (var i = 0; i < chartLines.length; i++) {
        var line = chartLines[i];
        if (line.index == index) {
            line.color = "#f00";
        } else {
            line.color = "#888";
        }
    }

    draw();
}

鍵盤事件

因為線段離得比較近，所以使用滑鼠移動很難精確的選中線段，這裡使用鍵盤的w, a, s, d 來進行精確移動

document.onkeyup = function (e) {
    if (e.key == 'w') {
        centerPoint.y = intAdd(centerPoint.y, -0.2);
    }
    if (e.key == 'a') {
        centerPoint.x = intAdd(centerPoint.x, -0.2);
    }
    if (e.key == 's') {
        centerPoint.y = intAdd(centerPoint.y, 0.2);
    }
    if (e.key == 'd') {
        centerPoint.x = intAdd(centerPoint.x, 0.2);
    }
    draw();
}