html5 Canvas畫圖教程(11)—使用lineTo/arc/bezierCurveTo畫橢圓形

發(fā)布時間：2013-01-09 15:03:34 作者：佚名

canvas中根本沒有畫橢圓的方法，我們要用其他方法來模擬,我們首先要明確畫一個橢圓需要那些參數(shù)，基本的幾何知識告訴我們，橢圓需要圓心坐標，寬度，高度——或者還有旋轉(zhuǎn)角度,接下來將介紹使用lineTo畫橢圓，使用arc畫圓，然后把他縮放成一個橢圓，使用貝賽爾曲線bezie

在canvas中可以很方便的用arc方法畫出圓形，本來圓形也可以看作是一個寬高相等的橢圓，但canvas中根本沒有畫橢圓的方法，我們要用其他方法來模擬。
我們首先要明確畫一個橢圓需要那些參數(shù)，基本的幾何知識告訴我們，橢圓需要圓心坐標，寬度，高度——或者還有旋轉(zhuǎn)角度，不過這個可以暫時不要，旋轉(zhuǎn)是比較容易的。
1,使用lineTo畫橢圓
你沒有看錯，lineTo這樣一個純粹用來畫直線的方法居然可以用來畫橢圓?。康_實存在，不過寫法實在是有些不可思議：

復(fù)制代碼

代碼如下:

這個方法的原理是，一個圓有360度，那么就用lineTo循環(huán)360次，畫出每一度的線段，最終連成一個橢圓。其中需要用到三角函數(shù)正弦余弦進行計算。
注意，這個方法的第2個參數(shù)是個數(shù)組，即橢圓的圓心坐標.

思路很奇葩，而且畫出的橢圓也比較平滑。但不值得大家使用——此方法每畫一個橢圓，就要循環(huán)360次，只有畫的橢圓稍微一多，對瀏覽器的性能就是個考驗。
我們只用了解一下他的思路即可
2,使用arc畫圓，然后把他縮放成一個橢圓
這個方法的原文在此，核心函數(shù)如下：

復(fù)制代碼

代碼如下:

var canvas = document.getElementById('myCanvas');
var context = canvas.getContext('2d');
var centerX = 0;
var centerY = 0;
var radius = 50;
// save state
context.save();
// translate context
context.translate(canvas.width / 2, canvas.height / 2);
// scale context horizontally
context.scale(2, 1);
// draw circle which will be stretched into an oval
context.beginPath();
context.arc(centerX, centerY, radius, 0, 2 * Math.PI, false);
// restore to original state
context.restore()

此方法用了一個我前面還沒講過的canvas函數(shù)，即scale，他能實現(xiàn)canvas的縮放。縮放有水平和垂直兩個方向，代碼中把canvas水平方向放大了，而垂直方向不變，so,原來arc畫出的圓形就變成了一個橢圓。
這個方法初看甚妙，代碼少，而且原理淺顯易懂。但分析一下就能發(fā)現(xiàn)他的明顯缺點了，就是——不精確！比如我需要寬171高56的橢圓，此時我們?nèi)绻補rc的半徑定為28的話，那么后面就要為171/28/2這個不知所云的數(shù)字郁悶了。

不過有個折中的辦法是始終把arc的半徑設(shè)成100，然后，不夠就放大，超過了就縮小。但是，還是不精確。
3，使用貝賽爾曲線bezierCurveTo
自從覺得上面的縮放法不精確后，我就很想找到一個精確的畫橢圓的方法，最后在stackoverflow上找到了：

復(fù)制代碼

代碼如下:

function drawEllipse(ctx, x, y, w, h) {
var kappa = 0.5522848;
ox = (w / 2) * kappa, // control point offset horizontal
oy = (h / 2) * kappa, // control point offset vertical
xe = x + w, // x-end
ye = y + h, // y-end
xm = x + w / 2, // x-middle
ym = y + h / 2; // y-middle
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(x, ym);
ctx.bezierCurveTo(x, ym - oy, xm - ox, y, xm, y);
ctx.bezierCurveTo(xm + ox, y, xe, ym - oy, xe, ym);
ctx.bezierCurveTo(xe, ym + oy, xm + ox, ye, xm, ye);
ctx.bezierCurveTo(xm - ox, ye, x, ym + oy, x, ym);
ctx.closePath();
ctx.stroke();
}

這個方法可以算是比較完美的了。他把一個橢圓分成了4條貝塞爾曲線，用他們連成了一個橢圓。最后寬度高度也比較精確，開銷也較少。
但此方法依然有缺點。大家看那個kappa參數(shù)，有個很奇特的值，相信很多人在幾何專家告訴你為什么他要取這個值之前，都不明白為什么非要取這個值——我到現(xiàn)在還是不知道。并且我有很強烈的想把他改一下看看有什么后果的沖動。

當(dāng)然我這種類似強迫癥患者的沖動并不能說成是此方法的缺點，他真正的缺點是——為什么要用4條貝塞爾曲線？我個人覺得，一個橢圓明顯是由兩條貝塞爾曲線組成的而不是4條。這個想法最終讓我找到了最完美的畫橢圓的方法。
4，使用兩條貝賽爾曲線畫出橢圓
為了了解上一個方法能否精簡，我專門注冊了一個stackoverflow的帳號去提問，由于問題里有圖片，積分不夠不能傳，我還迫不得已用勉勉強強的英語水平去回答老外的問題掙積分。但最終好運到了，回答一個問題就解決了我的積分問題。
我提的貝賽爾曲線和橢圓的關(guān)系的問題在此.
說實話，下面老外的回答我大部分沒看懂，但幸虧他提供了一個代碼示例頁，讓我明白了原理，在此對他表示再次的感謝。而根據(jù)他的解答，我找到的畫橢圓的方法如下：

復(fù)制代碼

代碼如下:

//橢圓
CanvasRenderingContext2D.prototype.oval = function (x, y, width, height) {
var k = (width/0.75)/2,
w = width/2,
h = height/2;
this.beginPath();
this.moveTo(x, y-h);
this.bezierCurveTo(x+k, y-h, x+k, y+h, x, y+h);
this.bezierCurveTo(x-k, y+h, x-k, y-h, x, y-h);
this.closePath();
return this;
}

此方法既精確，又代碼少，而且也沒有奇怪的難懂的地方。只需要記住這一點，橢圓的寬度與畫出橢圓的貝賽爾曲線的控制點的坐標比例如下：
貝塞爾控制點x=(橢圓寬度/0.75)/2這一點已經(jīng)在代碼中體現(xiàn)了。

大家可自行試驗上面的4個方法畫出橢圓。
如果你發(fā)現(xiàn)了更簡單的方法，也請分享出來大家探討吧。