前言

最近我在可視化課程中學(xué)習(xí)了如何在Canvas中利用像素處理來實(shí)現(xiàn)濾鏡效果，在這節(jié)課程的結(jié)尾留了一道局部放大鏡的題目，提示我們用像素處理的方式去實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果，最終實(shí)現(xiàn)隨著鼠標(biāo)移動(dòng)將圖片局部放大，本著把學(xué)到的內(nèi)容落地實(shí)踐的想法，我就去思考了一番，但很不幸，我思考了好幾天也沒思考出結(jié)果，因?yàn)閯傞_始我想的一直是在一個(gè)Canvas上來操作，但是一來我對(duì)Canvas API還并不是很熟悉，二來我對(duì)像素處理還不夠熟練，然后第三是如果原圖的部分像素被處理了，那下一次放大就會(huì)有問題，因此我最終放棄了這個(gè)思路，選擇了再增加一個(gè)Canvas來完成最終的效果，以下就是利用這種方式實(shí)現(xiàn)圖片局部放大的效果。

像素處理

在實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果之前，我們先來了解一下如何處理像素，有些小伙伴可能不太清楚，所以這里簡(jiǎn)單說一下，在屏幕上我們知道所有顯示的內(nèi)容都是由像素點(diǎn)組成的，那么在處理像素之前，我們需要先獲取到像素信息，那么Canvas就是提供了一個(gè)API叫做getImageData讓我們可以獲取到畫布上的像素信息，最終這個(gè)API返回的是一個(gè)ImageData類型的值，關(guān)于這個(gè)API的具體描述可以參考對(duì)應(yīng)的MDN頁面。

ImageData類型的數(shù)據(jù)包含三個(gè)屬性，包括data、width、height。width和height簡(jiǎn)單來說，就是被提取像素信息的區(qū)域的寬高，最主要的像素信息是在這個(gè)data屬性中。data屬性指向一個(gè)數(shù)組類型的值，準(zhǔn)確來說是Uint8ClampedArray的實(shí)例，Uint8ClampedArray表示8 位無符號(hào)整型固定數(shù)組，也就是說其中的元素是0到255之間的整數(shù)，我們知道一個(gè)像素的顏色信息可以使用rgba四個(gè)分量表示，那么我們就得出在data數(shù)組中每四個(gè)元素就能表示一個(gè)像素點(diǎn)的信息，因此data數(shù)組的長(zhǎng)度就是width * height * 4。

了解完像素處理，我們就可以開始進(jìn)行具體的實(shí)現(xiàn)了。

具體實(shí)現(xiàn)

<canvas ref="canvasRef" width="0" height="0"></canvas>
<canvas ref="magnifier" width="0" height="0"></canvas><!-- 放大鏡 -->

1. 準(zhǔn)備工作

在實(shí)現(xiàn)放大效果之前，我們需要先把圖片加載到Canvas上：

(async function() {
  const img = await loadImage('src/assets/girl1.jpg');
  canvasRef.value.width = img.width;
  canvasRef.value.height = img.height;
  context.drawImage(img, 0, 0);
}());

這里loadImage方法是通過Image對(duì)象來異步加載圖片，然后通過drawImage方法將圖片繪制到畫布上。

接著設(shè)置一個(gè)要放大的區(qū)域，也就是以鼠標(biāo)坐標(biāo)為中心，多少半徑以內(nèi)的內(nèi)容要被放大，這里我設(shè)置一個(gè)變量originSize用于存儲(chǔ)原圖大小，并設(shè)置一個(gè)5倍的放大倍數(shù)。

let originSize = 40; // 原圖大小
let zoom = 5; // 放大倍數(shù)

(async function() {
  // ...
  magnifier.value.width = originSize * zoom;
  magnifier.value.height = originSize * zoom;
}());

用作于放大鏡的magnifier，我們使用originSize * zoom來設(shè)置它的寬高。

2. 鼠標(biāo)移動(dòng)事件監(jiān)聽

接下來就是主要的代碼實(shí)現(xiàn)。

首先是添加鼠標(biāo)移動(dòng)事件的監(jiān)聽：

const addEvent = () => {
  canvasRef.value.addEventListener('mousemove', mouseDownHandler);
};

addEvent();

然后我們就來實(shí)現(xiàn)mouseDownHandler函數(shù)。

首先我們獲取鼠標(biāo)坐標(biāo)在Canvas中的相對(duì)坐標(biāo)，并通過Math.floor取整

const mouseDownHandler = e => {
  // 相對(duì)于畫布的坐標(biāo)
  const center = {
    x: Math.floor(e.pageX - left),
    y: Math.floor(e.pageY - top)
  };
};

然后利用getImageData方法獲取指定區(qū)域的像素信息，這里我們用到了OffscreenCanvas，它提供了一個(gè)可以脫離屏幕渲染的 canvas 對(duì)象，可以提升渲染性能；這樣我們就得到了待放大區(qū)域的像素信息。

const mouseDownHandler = e => {
  // 相對(duì)于畫布的坐標(biāo)
  // ...
  // 待放大區(qū)域的imageData
  const originImageData = getImageData(img, [center.x - originSize / 2, center.y - originSize / 2, originSize, originSize]);
};

現(xiàn)在我們需要一個(gè)ImageData類型的變量，用于存儲(chǔ)放大后的像素信息，因?yàn)樽罱K要渲染到magnifier這個(gè)Canvas上，我們就使用magnifier的2d上下文對(duì)象調(diào)用createImageData方法來創(chuàng)建一個(gè)ImageData對(duì)象，關(guān)于這個(gè)方法的使用具體可查看MDN文檔。

const mouseDownHandler = e => {
  // 相對(duì)于畫布的坐標(biāo)
  // ...
  // 待放大區(qū)域的imageData
  // ...
  // 構(gòu)建一個(gè)imageData
  const areaImageData = mContext.createImageData(magnifier.value.width, magnifier.value.height);
};

接下來就是具體的像素遍歷和處理，按照areaImageData的寬高來進(jìn)行遍歷，這里迭代的增量使用+zoom是因?yàn)?，?dāng)我們放大zoom倍數(shù)之后，原圖1個(gè)像素的信息在magnifier使用zoom*zoom個(gè)像素來放大，也就是zoom*zoom個(gè)像素點(diǎn)的色值和原圖中對(duì)應(yīng)的那個(gè)像素的色值是一樣的。在我們這段代碼中設(shè)置zoom為5，也就是放大后使用5*5=25個(gè)像素點(diǎn)表示之前的一個(gè)像素點(diǎn)。

const mouseDownHandler = e => {
  // 相對(duì)于畫布的坐標(biāo)
  // ...
  // 待放大區(qū)域的imageData
  // ...
  // 構(gòu)建一個(gè)imageData
  // ...
  let count = 0;
  for (let j = 0; j < originSize * zoom; j += zoom) {
    for (let i = 0; i < originSize * zoom; i += zoom) {

      // ...

    }
  }
};

所以我們繼續(xù)使用兩個(gè)for循環(huán)k和m，把a(bǔ)reaImageData的data數(shù)組中的對(duì)應(yīng)元素賦值為原圖對(duì)應(yīng)像素的色值，完成賦值后我們就可以通過putImageData方法將像素信息渲染到magnifier畫布上。

const mouseDownHandler = e => {
  // 相對(duì)于畫布的坐標(biāo)
  // ...
  // 待放大區(qū)域的imageData
  // ...
  // 構(gòu)建一個(gè)imageData
  // ...
  let count = 0;
  for (let j = 0; j < originSize * zoom; j += zoom) {
    for (let i = 0; i < originSize * zoom; i += zoom) {

      for (let k = j; k < j + zoom; k ++) {
        for (let m = i; m < i + zoom; m ++) {
          const index = (k * originSize * zoom + m) * 4;
          areaImageData.data[index] = originImageData.data[count];
          areaImageData.data[index + 1] = originImageData.data[count + 1];
          areaImageData.data[index + 2] = originImageData.data[count + 2];
          areaImageData.data[index + 3] = originImageData.data[count + 3];

        }
      }
      count += 4;

    }
  }
  mContext.putImageData(areaImageData, 0, 0);
};

至此我們就實(shí)現(xiàn)了基本的局部放大，但現(xiàn)在放大鏡不在原圖Canvas的上方，并且放大鏡是一個(gè)正方形，我們繼續(xù)簡(jiǎn)單優(yōu)化一下。

3. 簡(jiǎn)單優(yōu)化

首先因?yàn)槲覍?duì)Canvas API還不太熟悉，所以我現(xiàn)在通過css把放大鏡改為圓形，并加上一個(gè)陰影box-shadow來優(yōu)化視覺效果。

#magnifier {
  position: absolute;
  box-shadow: 0 0 10px 4px rgba(12, 12, 12, .5);
  border-radius: 50%;
}

然后給兩個(gè)Canvas外層加一個(gè)div容器，把放大鏡設(shè)置絕對(duì)定位，把它放到鼠標(biāo)坐標(biāo)的位置，在鼠標(biāo)移動(dòng)過程中更新放大鏡的位置。

<div class="canvas-container" ref="containerRef" :style="{width: containerWidth + 'px'}">
  <canvas ref="canvasRef" width="0" height="0"></canvas>
  <canvas ref="magnifier" width="0" height="0" id="magnifier" :style="position"></canvas>
</div>

const position = reactive({
  left: 0,
  top: 0
});
const containerWidth = ref(0);

containerWidth.value = img.width;
// 在鼠標(biāo)移動(dòng)過程中更新放大鏡的位置
position.top = (center.y - originSize * zoom / 2) + 'px';
position.left = (center.x - originSize * zoom / 2) + 'px';

.canvas-container {
  position: relative;
  overflow: hidden;
}

這個(gè)時(shí)候放大鏡的位置就和我們預(yù)想的一致了，但是現(xiàn)在還有一個(gè)問題，就是放大鏡在原圖的上方，在移動(dòng)的過程中會(huì)看到放大鏡的渲染有點(diǎn)卡頓，這是因?yàn)槭髽?biāo)移動(dòng)事件是加在原圖Canvas上的，當(dāng)鼠標(biāo)懸浮在放大鏡上時(shí)，這個(gè)移動(dòng)事件的監(jiān)聽就不連貫了，此時(shí)我們可以考慮把鼠標(biāo)移動(dòng)監(jiān)聽加改為加在外層容器上，這樣就能看到移動(dòng)過程中放大鏡的渲染是比較流暢了。

const addEvent = () => {
  containerRef.value.addEventListener('mousemove', mouseDownHandler);
};

至此就完成了簡(jiǎn)單的局部放大效果，雖然還存在一些問題吧。

到此這篇關(guān)于JavaScript Canvas實(shí)現(xiàn)圖片局部放大鏡效果的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JavaScript Canvas圖片局部放大內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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