canvas小画板之平滑曲线的实现

功能需求

项目需求：需要实现一个可以自由书写的小画板

简单实现

对于熟悉canvas的同学来说，这个需求很简单，大致逻辑如下：

1）监听事件pointerdown，pointermove，pointerup

2）标记是否拖拽画线模式变量 isDrawing，在down事件时置为true，up的时候置为false

3）使用canvas的api，设置线条样式，调用绘制线条接口lineTo方法

短短几十行代码就能实现：

<!doctype html><html><head>    <meta charset=utf-8>    <style>        canvas {            border: 1px solid #ccc        }        body {            margin: 0;        }    </style></head><body style="overflow: hidden;background-color: rgb(250, 250, 250);touch-action: none;">    <canvas id="c" width="1920" height="1080"></canvas>    <script>        var el = document.getElementById(c);        var ctx = el.getContext(2d);        //设置绘制线条样式        ctx.strokeStyle = red;        ctx.lineWidth = 1;        ctx.lineJoin = round;        ctx.lineCap = round;        var isDrawing;//标记是否要绘制        //存储坐标点        let lastX, lastY;        document.body.onpointerdown = function (e) {            console.log(pointerdown);            isDrawing = true;            lastX = e.clientX;            lastY = e.clientY;        };        document.body.onpointermove = function (e) {            console.log(pointermove);            if (isDrawing) {                draw(e.clientX, e.clientY, lastX, lastY);            }            lastX = e.clientX, lastY = e.clientY;        };        document.body.onpointerup = function (e) {            if (isDrawing) {                draw(e.clientX, e.clientY, lastX, lastY);            }            lastX = e.clientX, lastY = e.clientY;            isDrawing = false;        };        function draw(x, y, lastX, lastY) {            ctx.beginPath();            ctx.moveTo(lastX, lastY);            ctx.lineTo(x, y);            ctx.stroke();        }    </script></body></html>

实现效果如下图：

以上就简单的实现了画板功能，如果要求不高的用户可以使用，但一旦遇到有点要求的用户就无法交付这种产品，仔细看是线条折线感太强。

为什么会有折线感呢？

主要原因：

我们调用的api方法lineTo是两点连线也就是直线

浏览器对鼠标事件mousemove的采集是有采集频率的，并不是每个鼠标移动经过的每一个像素点都会触发事件。

当鼠标移动的越快，那么两点之间的间隔就越远，那么折线感就更明显。

如何能绘制平滑的曲线？

canvas提供的api中是有现成接口的，贝塞尔系列的接口就能满足我们的要求，接下来我们讲一下使用二次贝塞尔曲线绘制平滑曲线。

quadraticCurveTo(cpx,cpy,x,y)

二次贝塞尔曲线接口需要四个参数，cpx，cpy是曲线的控制点，x，y是曲线终点。

有人问那曲线的起点在哪里？其实曲线的起点取决于上一操作状态，可以是moveTo的位置，或者是lineTo的位置，或者是贝塞尔的终点。

那么怎么调用quadraticCurveTo，参数怎么传呢？

我们需要找出关键位置，直接用例子告诉大家吧

1）假如我们用鼠标采集到ABCDEF六个点

2）取前面三个点ABC计算，BC的中点B1，以A为起点，B为控制点，B1为终点，那么利用quadraticCurveTo可以绘制出这样一条贝塞尔曲线

3）接下来计算CD的中点C1，以B1为起点，C为控制点，C1为终点，那么利用quadraticCurveTo可以绘制出这样一条贝塞尔曲线

4）以此类推，当到了最后一个点时以D1为起点，E为控制点，F为终点，结束贝塞尔绘制。

根据算法进行代码改造

OK我们介绍了具体算法的影响，那用该算法对我们前面的代码进行改造：

<!doctype html><html><head>    <meta charset=utf-8>    <style>        canvas {            border: 1px solid #ccc        }        body {            margin: 0;        }    </style></head><body style="overflow: hidden;background-color: rgb(250, 250, 250);touch-action: none;">    <canvas id="c" width="1920" height="1080"></canvas>    <script>        var el = document.getElementById(c);        var ctx = el.getContext(2d);        //设置绘制线条样式        ctx.strokeStyle = red;        ctx.lineWidth = 1;        ctx.lineJoin = round;        ctx.lineCap = round;        var isDrawing;//标记是否要绘制        //存储坐标点        let points = [];        document.body.onpointerdown = function (e) {            console.log(pointerdown);            isDrawing = true;            points.push({ x: e.clientX, y: e.clientY });        };        document.body.onpointermove = function (e) {            console.log(pointermove);            if (isDrawing) {                draw(e.clientX, e.clientY);            }        };        document.body.onpointerup = function (e) {            if (isDrawing) {                draw(e.clientX, e.clientY);            }            points = [];            isDrawing = false;        };        function draw(mousex, mousey) {            points.push({ x: mousex, y: mousey });            ctx.beginPath();            let x = (points[points.length - 2].x + points[points.length - 1].x) / 2,                y = (points[points.length - 2].y + points[points.length - 1].y) / 2;            if (points.length == 2) {                ctx.moveTo(points[points.length - 2].x, points[points.length - 2].y);                ctx.lineTo(x, y);            } else {                let lastX = (points[points.length - 3].x + points[points.length - 2].x) / 2,                    lastY = (points[points.length - 3].y + points[points.length - 2].y) / 2;                ctx.moveTo(lastX, lastY);                ctx.quadraticCurveTo(points[points.length - 2].x, points[points.length - 2].y, x, y);            }            ctx.stroke();            points.slice(0, 1);        }    </script></body></html>

在原有基础上我们用了一个数组points保存鼠标经过的点，根据算法可知绘制贝塞尔曲线至少要用三个点，绘制过程中维护points数组。

实现效果如下，可见平滑了很多！

后续文章：

实现蜡笔效果，实现笔锋效果，画笔性能优化

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