说说如何使用 Canvas 绘制弧线与曲线

2023-10-22 11:10

本文主要是介绍说说如何使用 Canvas 绘制弧线与曲线,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

绘制弧线前,我们需要先了解角度与弧度的概念。

1 角度与弧度

(1)角度

两条射线从圆心向圆周射出,形成一个夹角和夹角正对的一段弧。当弧长正好等于圆周长的 360 分之一时,两条射线的夹角的大小为1度 。( 单位 :º )

(2)弧度

两条射线从圆心向圆周射出,形成一个夹角和夹角正对的一段弧。当这段弧长正好等于圆的半径时,两条射线的夹角大小为1弧度(单位:rad)。具体计算公式为:

rad 即弧度单词 radian 的缩写。

角度转换为弧度,推导与计算公式为:

2 弧线

弧线可以是圆,也可以是圆的一部分。

2.1 context.arc()

arc() 方法用于创建用于创建圆或部分圆。

语法:context.arc(x,y,r,startAngle,endAngle,antiClockwise);

参数描述
x圆中心的 x 坐标。
y圆中心的 y 坐标。
r圆的半径。
startAngle起始角,以弧度计。(弧的圆形的三点钟位置是 0 度)。
endAngle结束角,以弧度计。
antiClockwise可选。设置以逆时针还是顺时针方向进行绘图。False = 顺时针,true = 逆时针。

x 与 y 定义圆心位置;r 定义圆半径,也就是弧线半径;startAngle 与 endAngle 是弧度值;antiClockwise 用于定义弧线的方向。

(1)圆

比如绘制一个圆心在 ( 300 , 300 ) ,半径为 30 的圆:

context.beginPath();
context.strokeStyle = "black";
context.lineWidth = 5;context.arc(300, 300, 30, (Math.PI / 180) * 0, (Math.PI / 180) * 360, false);context.stroke();
context.closePath();

运行结果:

这里先将圆的起始角度 ( 0 ) 和终止角度 (360 ) 先转换为弧度,这样就可以创建一个完整的圆形。

(2)圆弧

如果修改圆的起止角度,就可以绘制出一段圆弧。比如我们以顺时针方向绘制 3/4 个圆。

context.arc(350, 350, 30, (Math.PI / 180) * 0, (Math.PI / 180) * 270, false);

运行结果:

也可以改为逆时针绘制,比如这里从 0 到 270 度,逆时针绘制圆弧:

context.arc(350, 350, 30, 0, (Math.PI / 180) * 270, true);

2.2 arcTo() 方法

arcTo() 方法用于在画布上绘制介于两个切线之间的弧。

语法:context.arcTo(x1,y1,x2,y2,r);

参数描述
x1弧的起点的直线相切 x 坐标。
y1弧的起点的直线相切 y 坐标。
x2弧的终点 x 坐标。
y2弧的终点 y 坐标。
r弧的半径。
context.moveTo(20,20);           // 创建开始点
context.lineTo(100,20);          // 创建水平线
context.arcTo(150,20,150,70,50); // 创建弧
context.lineTo(150,120);         // 创建垂直线

运行结果:

arcTo() 函数会以给定的半径绘制出一条弧线,圆弧的起点与 (x1,y1) 直线相切,圆弧的终点(x2,y2)与点 (x1,y1) 直线相切。

3 贝塞尔曲线

贝塞尔曲线(Bézier curve),又称贝兹曲线或贝济埃曲线,是应用于二维图形应用程序的数学曲线。一般的矢量图形软件通过它来精确画出曲线,贝兹曲线由线段与节点组成,节点是可拖动的支点,线段像可伸缩的皮筋,我们在绘图工具上看到的钢笔工具就是来做这种矢量曲线的。贝塞尔曲线是计算机图形学中相当重要的参数曲线,在一些比较成熟的位图软件中也有贝塞尔曲线工具,如PhotoShop等。

由于用计算机画图大部分时间是操作鼠标来掌握线条的路径,与手绘的感觉和效果有很大的差别。即使是一位精明的画师能轻松绘出各种图形,拿到鼠标想随心所欲的画图也不是一件容易的事。这一点是计算机万万不能代替手工的工作,所以人们只能颇感无奈。使用贝塞尔工具画图很大程度上弥补了这一缺憾。

贝塞尔曲线 贝塞尔曲线是计算机图形图像造型的基本工具,是图形造型运用得最多的基本线条之一。它通过控制曲线上的四个点(起始点、终止点以及两个相互分离的中间点)来创造、编辑图形。其中起重要作用的是位于曲线中央的控制线。这条线是虚拟的,中间与贝塞尔曲线交叉,两端是控制端点。移动两端的端点时贝塞尔曲线改变曲线的曲率(弯曲的程度);移动中间点(也就是移动虚拟的控制线)时,贝塞尔曲线在起始点和终止点锁定的情况下做均匀移动。注意,贝塞尔曲线上的所有控制点、节点均可编辑。这种“智能化”的矢量线条为艺术家提供了一种理想的图形编辑与创造的工具。

3.1 平方贝塞尔曲线

平方贝塞尔曲线又称为二次贝塞尔曲线。二次贝塞尔曲线需要两个点。第一个点是用于二次贝塞尔计算中的控制点,第二个点是曲线的结束点。曲线的开始点是当前路径中最后一个点。所以如果路径不存在,那么需要先使用 beginPath() 和 moveTo() 方法来定义开始点。

语法:context.quadraticCurveTo(cpx,cpy,x,y);

参数描述
cpx贝塞尔控制点的 x 坐标
cpy贝塞尔控制点的 y 坐标
x结束点的 x 坐标
y结束点的 y 坐标
context.moveTo(100,100);
context.quadraticCurveTo(200,125,100,150);

运行结果:

通过起点、终点以及一个决定曲线走向的控制点来定义一条平方贝塞尔曲线。


3.2 立方贝塞尔曲线

立方贝塞尔曲线又叫三次贝塞尔曲线。三次贝塞尔曲线需要三个点。前两个点是用于三次贝塞尔计算中的控制点,第三个点是曲线的结束点。曲线的开始点是当前路径中最后一个点。如果路径不存在,那么也是需要先使用 beginPath() 和 moveTo() 方法来定义开始点。

语法:context.bezierCurveTo(cp1x,cp1y,cp2x,cp2y,x,y);

参数描述
cp1x第一个贝塞尔控制点的 x 坐标
cp1y第一个贝塞尔控制点的 y 坐标
cp2x第二个贝塞尔控制点的 x 坐标
cp2y第二个贝塞尔控制点的 y 坐标
x结束点的 x 坐标
y结束点的 y 坐标
 context.moveTo(150,0);
context.bezierCurveTo(0,125,300,175,150,300);

运行结果:

三次贝塞尔曲线总共需要 4 个点(开始点、结束点以及两个控制点)。


除了二次、三次贝塞尔曲线之外,还有更高阶的贝塞尔曲线。

4阶贝塞尔曲线:

5阶贝塞尔曲线:

4阶贝塞尔曲线有3个控制点,而5阶贝塞尔曲线有4个控制点。

这篇关于说说如何使用 Canvas 绘制弧线与曲线的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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