在HTML5的CANVAS上绘制椭圆的几种方法

2019年11月13日11:51:06
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  HTML5中的Canvas并没有直接提供绘制椭圆的方法,下面是对几种绘制方法的总结。各种方法各有优缺,视情况选用。各方法的参数相同:




  •   context为Canvas的2D绘图环境对象,
  •   x为椭圆中心横坐标,
  •   y为椭圆中心纵坐标,
  •   a为椭圆横半轴长,
  •   b为椭圆纵半轴长。






  参数方程法






  该方法利用椭圆的参数方程来绘制椭圆

  1. //-----------用参数方程绘制椭圆---------------------
  2. //函数的参数x,y为椭圆中心;a,b分别为椭圆横半轴、
  3. //纵半轴长度,不可同时为0
  4. //该方法的缺点是,当linWidth较宽,椭圆较扁时
  5. //椭圆内部长轴端较为尖锐,不平滑,效率较低
  6. function ParamEllipse(context, x, y, a, b)
  7. {
  8. //max是等于1除以长轴值a和b中的较大者
  9. //i每次循环增加1/max,表示度数的增加
  10. //这样可以使得每次循环所绘制的路径(弧线)接近1像素
  11. var step = (a > b) ? 1 / a : 1 / b;
  12. context.beginPath();
  13. context.moveTo(x + a, y); //从椭圆的左端点开始绘制
  14. for (var i = 0; i < 2 * Math.PI; i += step)
  15. {
  16. //参数方程为x = a * cos(i), y = b * sin(i),
  17. //参数为i,表示度数(弧度)
  18. context.lineTo(x + a * Math.cos(i), y + b * Math.sin(i));
  19. }
  20. context.closePath();
  21. context.stroke();
  22. };

复制代码


  均匀压缩法






  这种方法利用了数学中的均匀压缩原理将圆进行均匀压缩为椭圆,理论上为能够得到标准的椭圆.

  1. //------------均匀压缩法绘制椭圆--------------------
  2. //其方法是用arc方法绘制圆,结合scale进行
  3. //横轴或纵轴方向缩放(均匀压缩)
  4. //这种方法绘制的椭圆的边离长轴端越近越粗,长轴端点的线宽是正常值
  5. //边离短轴越近、椭圆越扁越细,甚至产生间断,这是scale导致的结果
  6. //这种缺点某些时候是优点,比如在表现环的立体效果(行星光环)时
  7. //对于参数a或b为0的情况,这种方法不适用
  8. function EvenCompEllipse(context, x, y, a, b)
  9. {
  10. context.save();
  11. //选择a、b中的较大者作为arc方法的半径参数
  12. var r = (a > b) ? a : b;
  13. var ratioX = a / r; //横轴缩放比率
  14. var ratioY = b / r; //纵轴缩放比率
  15. context.scale(ratioX, ratioY); //进行缩放(均匀压缩)
  16. context.beginPath();
  17. //从椭圆的左端点开始逆时针绘制
  18. context.moveTo((x + a) / ratioX, y / ratioY);
  19. context.arc(x / ratioX, y / ratioY, r, 0, 2 * Math.PI);
  20. context.closePath();
  21. context.stroke();
  22. context.restore();
  23. };

复制代码

下面的代码会出现线宽不一致的问题,解决办法:






  均匀压缩法中把


  context.stroke();
  context.restore();


  改為


  context.restore();
  context.stroke();


  就可以

三次贝塞尔曲线法一






  三次贝塞尔曲线绘制椭圆在实际绘制时是一种近似,在理论上也是一种近似。 但因为其效率较高,在计算机矢量图形学中,常用于绘制椭圆,但是具体的理论我不是很清楚。 近似程度在于两个控制点位置的选取。这种方法的控制点位置是我自己试验得出,精度还可以.

  1. //---------使用三次贝塞尔曲线模拟椭圆1---------------------
  2. //此方法也会产生当lineWidth较宽,椭圆较扁时,
  3. //长轴端较尖锐,不平滑的现象
  4. function BezierEllipse1(context, x, y, a, b)
  5. {
  6. //关键是bezierCurveTo中两个控制点的设置
  7. //0.5和0.6是两个关键系数(在本函数中为试验而得)
  8. var ox = 0.5 * a,
  9. oy = 0.6 * b;
  10. context.save();
  11. context.translate(x, y);
  12. context.beginPath();
  13. //从椭圆纵轴下端开始逆时针方向绘制
  14. context.moveTo(0, b);
  15. context.bezierCurveTo(ox, b, a, oy, a, 0);
  16. context.bezierCurveTo(a, -oy, ox, -b, 0, -b);
  17. context.bezierCurveTo(-ox, -b, -a, -oy, -a, 0);
  18. context.bezierCurveTo(-a, oy, -ox, b, 0, b);
  19. context.closePath();
  20. context.stroke();
  21. context.restore();
  22. };

复制代码


  三次贝塞尔曲线法二






  这种方法是从StackOverFlow中一个帖子的回复中改变而来,精度较高,也是通常用来绘制椭圆的方法.

  1. //---------使用三次贝塞尔曲线模拟椭圆2---------------------
  2. //此方法也会产生当lineWidth较宽,椭圆较扁时
  3. //,长轴端较尖锐,不平滑的现象
  4. //这种方法比前一个贝塞尔方法精确度高,但效率稍差
  5. function BezierEllipse2(ctx, x, y, a, b)
  6. {
  7. var k = .5522848,
  8. ox = a * k, // 水平控制点偏移量
  9. oy = b * k; // 垂直控制点偏移量
  10. ctx.beginPath();
  11. //从椭圆的左端点开始顺时针绘制四条三次贝塞尔曲线
  12. ctx.moveTo(x - a, y);
  13. ctx.bezierCurveTo(x - a, y - oy, x - ox, y - b, x, y - b);
  14. ctx.bezierCurveTo(x + ox, y - b, x + a, y - oy, x + a, y);
  15. ctx.bezierCurveTo(x + a, y + oy, x + ox, y + b, x, y + b);
  16. ctx.bezierCurveTo(x - ox, y + b, x - a, y + oy, x - a, y);
  17. ctx.closePath();
  18. ctx.stroke();
  19. };

复制代码

  光栅法






  这种方法可以根据Canvas能够操作像素的特点,利用图形学中的基本算法来绘制椭圆。 例如中点画椭圆算法等。






  其中一个例子是园友“豆豆狗”的一篇博文“HTML5 Canvas 提高班(一) —— 光栅图形学(1)中点画圆算法
”。这种方法由于比较“原始”,灵活性大,效率高,精度高,但要想实现一个有使用价值的绘制椭圆的函数,比较复杂。比如,要当线宽改变时,算法就复杂一些。

原文出自:Cloudy Waterman

企鹅博客
  • 本文由 发表于 2019年11月13日11:51:06
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