JavaScript如何画出复杂图形

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画布和上下文

在Javascript中实现图形，我们需要先创建一个画布(Canvas)元素，然后获取它的上下文(Context)。Canvas是一个HTML5标签，通过它可以在网页上创建一个带有绘图功能的矩形区域。而获取上下文则是为了使用canvas提供的绘图API。

创建Canvas元素十分简单，只需在HTML中添加以下代码：

  Your browser does not support this feature.

其中id属性可以用来获取canvas元素，而嵌套在标签中间的文本则是在不支持canvas的浏览器中显示的替代文本。接下来，我们可以用JavaScript来获取canvas元素和上下文。代码如下：

let canvas = document.getElementById('myCanvas');
let ctx = canvas.getContext('2d');

这里使用document对象的getElementById方法获取id为myCanvas的canvas元素，并通过getContext方法获取2D上下文。Canvas支持3种上下文类型：2D、WebGL和WebGL2。在本文中，我们将使用2D上下文。

绘制基本形状

在获取到2D上下文之后，我们就可以开始画图了。Canvas API提供了一系列用于描述基本形状的方法，常用的有：rect、arc、line等。

例如，我们可以通过以下代码绘制一个矩形：

ctx.fillStyle = "#FF0000";
ctx.fillRect(10, 10, 50, 50);

上述代码中，fillStyle属性用于设置填充颜色，fillRect方法则用于绘制矩形。fillRect方法的参数为矩形的左上角坐标(x,y)，以及矩形的宽度和高度(width,height)。

接下来，我们可以通过以下代码绘制一个圆形：

ctx.beginPath();
ctx.arc(100, 75, 50, 0, 2 * Math.PI);
ctx.fillStyle = "#FFFF00";
ctx.fill();

上述代码中，使用beginPath方法开始绘制一个新路径，arc方法用于绘制圆形路径，参数为圆心坐标(x,y)、半径(r)、起始角度(startAngle)和结束角度(endAngle)。由于我们要画一个完整的圆形，因此起始角度为0，结束角度为2π。最后设置填充颜色为黄色，用fill方法填充路径。

绘制复杂形状

除了基本形状，我们还可以使用Canvas API绘制各种复杂形状。这需要用到Path3D对象和贝塞尔曲线。

Path3D对象是一种保存路径的数据结构，可以通过该对象来描述复杂的路径。例如，以下代码绘制了一条由3个线段组成的路径：

let path = new Path3D();
path.moveTo(0, 0);
path.lineTo(0, 50);
path.lineTo(50, 50);
ctx.stroke(path);

上述代码中，使用moveTo方法将路径的起点设置为(0,0)，使用lineTo方法依次画出3个线段，最后使用stroke方法绘制路径。

贝塞尔曲线(Bézier curve)是一种数学函数，用于描述平滑的曲线。Canvas API提供了quadraticCurveTo和bezierCurveTo两个方法来绘制二次和三次贝塞尔曲线。

例如，以下代码绘制了一条由3个点组成的三次贝塞尔曲线路径：

let path = new Path3D();
path.moveTo(20, 20);
path.bezierCurveTo(20, 100, 200, 100, 200, 20);
ctx.stroke(path);

上述代码中，使用moveTo方法将路径的起点设置为(20,20)，bezierCurveTo方法在后面紧接着三组参数，分别为2个控制点和1个终点。按照三次贝塞尔曲线的定义，起点和终点在曲线上，而控制点则影响曲线的弯曲程度。

绘制渐变和图片

除了形状，Canvas API还支持渐变和图片绘制。首先看看渐变的绘制方式。

渐变可以用于填充颜色或描边颜色。Canvas API支持线性渐变和径向渐变。下面是使用线性渐变填充一个矩形的代码：

let gradient = ctx.createLinearGradient(0, 0, canvas.width, canvas.height);
gradient.addColorStop(0, '#FF0000');
gradient.addColorStop(1, '#00FF00');
ctx.fillStyle = gradient;
ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);

上述代码中，使用createLinearGradient方法创建线性渐变，参数为起点坐标(x0,y0)和终点坐标(x1,y1)。addColorStop方法用于设置渐变颜色的位置和值，其中的位置参数是介于0~1之间的数值。

接下来，我们来看看图片绘制。

Canvas API支持使用图片作为画布，这样可以实现更加复杂的效果。下面是使用图片填充一个矩形的代码：

let img = new Image();
img.onload = function(){
  let pattern = ctx.createPattern(img, 'repeat');
  ctx.fillStyle = pattern;
  ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
};
img.src = 'image.png';

上述代码中，我们先创建了一个图片对象，并为其设置了onload事件。在图片加载完毕后，我们使用createPattern方法创建图案，参数为图片对象和绘制方式('repeat'表示平铺展开)。最后使用fillRect方法填充图案。

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