HTML5 实现橡皮擦的擦除效果

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  最近项目刚好用到这种效果,也就是有点像刮刮卡一样,在移动设备上,把某张图片刮掉显示出另一张图片。效果图如下:

   DEMO请戳右:DEMO  

 这种在网上还是挺常见的,本来就想直接网上找个demo套用下他的方法就行了,套用了才发现,在android上卡出翔了,因为客户要求,在android不要求特别流畅,至少要能玩,但是网上找的那个demo实在太卡,根本就是没法玩的情况。于是就想自己写一个算了,本文也就权当记录一下研究过程。

  这种刮图的效果,首先想到就是用HTML5的canvas来实现,而canvas的API中,可以清除像素的就是clearRect方法,但是clearRect方法的清除区域矩形,毕竟大部分人的习惯中的橡皮擦都是圆形的,所以就引入了剪辑区域这个强大的功能,也就是clip方法。用法很简单: 

ctx.save()
ctx.beginPath()
ctx.arc(x2,y2,a,0,2*Math.PI);
ctx.clip()
ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
ctx.restore();

  上面那段代码就实现了圆形区域的擦除,也就是先实现一个圆形路径,然后把这个路径作为剪辑区域,再清除像素就行了。有个注意点就是需要先保存绘图环境,清除完像素后要重置绘图环境,如果不重置的话以后的绘图都是会被限制在那个剪辑区域中。

  擦除效果有了,现在就是写鼠标移动擦除的效果了,下面我均用鼠标来描述,因为移动端也差不多,就是把mousedown换成touchstart,mousemove换成touchmove,mouseup换成touchend、以及获取坐标点由e.clientX换成e.targetTouches[0].pageX而已。

  实现鼠标移动擦除,刚开始就是想到鼠标移动时在触发的mousemove事件中对鼠标所在位置进行圆形区域擦除,写出来后发现,当鼠标移动速度很快的时候,擦除的区域就不连贯了,就会出现下面这种效果,这显然不是我们想要的橡皮擦擦除效果。

  

  既然所有点不连贯,那接下来要做的事就是把这些点连贯起来,如果是实现画图功能的话,就可以直接通过lineTo把两点之间连接起来再绘制,但是擦除效果中的剪辑区域要求要是闭合路径,如果是单纯的把两个点连起来就无法形成剪辑区域了。然后我就想到用计算的方法,算出两个擦除区域中的矩形四个端点坐标来实现,也就是下图中的红色矩形:

  

  计算方法也很简单,因为可以知道两个剪辑区域连线两个端点的坐标,又知道我们要多宽的线条,矩形的四个端点坐标就变得容易求了,所以就有了下面的代码:

var asin = a*Math.sin(Math.atan((y2-y1)/(x2-x1)));
var acos = a*Math.cos(Math.atan((y2-y1)/(x2-x1)))
var x3 = x1+asin;
var y3 = y1-acos;
var x4 = x1-asin;
var y4 = y1+acos;
var x5 = x2+asin;
var y5 = y2-acos;
var x6 = x2-asin;
var y6 = y2+acos;

  x1、y1和x2、y2就是两个端点,从而求出了四个端点的坐标。这样一来,剪辑区域就是圈加矩形,代码组织起来就是:

var hastouch = "ontouchstart" in window?true:false,//判断是否为移动设备
    tapstart = hastouch?"touchstart":"mousedown",
    tapmove = hastouch?"touchmove":"mousemove",
    tapend = hastouch?"touchend":"mouseup";

canvas.addEventListener(tapstart , function(e){
    e.preventDefault();
    
    x1 = hastouch?e.targetTouches[0].pageX:e.clientX-canvas.offsetLeft;
    y1 = hastouch?e.targetTouches[0].pageY:e.clientY-canvas.offsetTop;
    
  //鼠标第一次点下的时候擦除一个圆形区域,同时记录第一个坐标点 ctx.save() ctx.beginPath() ctx.arc(x1,y1,a,
0,2*Math.PI); ctx.clip() ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height); ctx.restore(); canvas.addEventListener(tapmove , tapmoveHandler); canvas.addEventListener(tapend , function(){ canvas.removeEventListener(tapmove , tapmoveHandler); });
  //鼠标移动时触发该事件
function tapmoveHandler(e){ e.preventDefault() x2 = hastouch?e.targetTouches[0].pageX:e.clientX-canvas.offsetLeft; y2 = hastouch?e.targetTouches[0].pageY:e.clientY-canvas.offsetTop;
    //获取两个点之间的剪辑区域四个端点
var asin = a*Math.sin(Math.atan((y2-y1)/(x2-x1))); var acos = a*Math.cos(Math.atan((y2-y1)/(x2-x1))) var x3 = x1+asin; var y3 = y1-acos; var x4 = x1-asin; var y4 = y1+acos; var x5 = x2+asin; var y5 = y2-acos; var x6 = x2-asin; var y6 = y2+acos;
    //保证线条的连贯,所以在矩形一端画圆 ctx.save() ctx.beginPath() ctx.arc(x2,y2,a,
0,2*Math.PI); ctx.clip() ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height); ctx.restore();
    //清除矩形剪辑区域里的像素 ctx.save() ctx.beginPath() ctx.moveTo(x3,y3); ctx.lineTo(x5,y5); ctx.lineTo(x6,y6); ctx.lineTo(x4,y4); ctx.closePath(); ctx.clip() ctx.clearRect(
0,0,canvas.width,canvas.height); ctx.restore();
    //记录最后坐标 x1
= x2; y1 = y2; } })

  如此一来,鼠标擦除的效果就实现了,不过还有一个要实现的点,就是大部分擦除的效果,当你擦了一定数量的像素后,就会自动把所有图片内容呈现出来,这个效果,我是用imgData来实现的。代码如下:

var imgData = ctx.getImageData(0,0,canvas.width,canvas.height);
var dd = 0;
for(var x=0;x<imgData.width;x+=1){
    for(var y=0;y<imgData.height;y+=1){
        var i = (y*imgData.width + x)*4;
        if(imgData.data[i+3] > 0){
            dd++
        }
    }
}
if(dd/(imgData.width*imgData.height)<0.4){
    canvas.className = "noOp";
}

  获取到imgData,对imgData里的像素进行遍历,然后再对imgData的data数组里的rgba中的alpha进行分析,也就是分析透明度,如果像素被擦除了,那透明度就是0了,也就是把当前画布中透明度不为0的像素的数量跟画布总像素数进行比较,如果透明度不为0 的像素数比例低于40%,那说明当前画布上就以后有百分六十以上的区域被擦除了,就可以自动呈现图片了。

  此处注意,我是把检查像素这段代码方法mouseup事件里面的,因为这个计算量相对来说还是不小,如果用户狂点鼠标,就会狂触发mouseup事件,也就是会疯狂的触发那个循环计算像素,计算量大到阻塞进程,导致界面卡住的情况,缓解办法如下:加个timeout,延迟执行像素计算,而在每一次点击的时候再清除timeout,也就是如果用户点击很快,这个计算也就触发不了了,还有一个提升的办法就是抽样检查,我上面的写法是逐个像素检查,逐个像素检查的话像素量太大,肯定会卡的,所以可以采用抽样检查,比如每隔30个像素检查一次,修改后的代码如下:

timeout = setTimeout(function(){
    var imgData = ctx.getImageData(0,0,canvas.width,canvas.height);
    var dd = 0;
    for(var x=0;x<imgData.width;x+=30){
        for(var y=0;y<imgData.height;y+=30){
            var i = (y*imgData.width + x)*4;
            if(imgData.data[i+3] >0){
                dd++
            }
        }
    }
    if(dd/(imgData.width*imgData.height/900)<0.4){
        canvas.className = "noOp";
    }
},100)

  这样就可以较大限度的防止用户狂点击了,如果有其他更好的检查方法欢迎给出意见,谢谢。

  到了这一步就都写完了,然后就是测试的时候了,结果并不乐观,在android上还是卡啊卡啊,所以又得另想办法,最终发现了绘图环境中的globalCompositeOperation这个属性,这个属性的默认值是source-over,也就是,当你在已有像素上进行绘图时会叠加,但是还有一个属性是destination-out,官方解释就是:在源图像外显示目标图像。只有源图像外的目标图像部分才会被显示,源图像是透明的。好像不太好理解,但是其实自己测试一下就会发现很简单,也就是在已有像素的基础上进行绘图时,你绘制的区域里的已有像素都会被置为透明,直接看张图更容易理解:

    globalCompositeOperation属性效果图解。

  有了这个属性后,就意味着不需要用到clip,也就不需要用sin、cos什么的计算剪辑区域,直接用条粗线就行了,这样一来就能够很大限度的降低了计算量,同时减少了绘图环境API的调用,性能提升了,在android上运行应该也会流畅很多,下面是修改后的代码:

//通过修改globalCompositeOperation来达到擦除的效果
function tapClip(){
    var hastouch = "ontouchstart" in window?true:false,
        tapstart = hastouch?"touchstart":"mousedown",
        tapmove = hastouch?"touchmove":"mousemove",
        tapend = hastouch?"touchend":"mouseup";
    
    canvas.addEventListener(tapstart , function(e){
     clearTimeout(timeout) e.preventDefault(); x1
= hastouch?e.targetTouches[0].pageX:e.clientX-canvas.offsetLeft; y1 = hastouch?e.targetTouches[0].pageY:e.clientY-canvas.offsetTop; ctx.lineCap = "round";  //设置线条两端为圆弧 ctx.lineJoin = "round";  //设置线条转折为圆弧 ctx.lineWidth = a*2;   ctx.globalCompositeOperation = "destination-out"; ctx.save(); ctx.beginPath() ctx.arc(x1,y1,1,0,2*Math.PI); ctx.fill(); ctx.restore(); canvas.addEventListener(tapmove , tapmoveHandler); canvas.addEventListener(tapend , function(){ canvas.removeEventListener(tapmove , tapmoveHandler);
       timeout = setTimeout(function(){
var imgData = ctx.getImageData(0,0,canvas.width,canvas.height); var dd = 0; for(var x=0;x<imgData.width;x+=30){ for(var y=0;y<imgData.height;y+=30){ var i = (y*imgData.width + x)*4; if(imgData.data[i+3] > 0){ dd++ } } } if(dd/(imgData.width*imgData.height/900)<0.4){ canvas.className = "noOp"; }
       },100) });
function tapmoveHandler(e){ e.preventDefault() x2 = hastouch?e.targetTouches[0].pageX:e.clientX-canvas.offsetLeft; y2 = hastouch?e.targetTouches[0].pageY:e.clientY-canvas.offsetTop; ctx.save(); ctx.moveTo(x1,y1); ctx.lineTo(x2,y2); ctx.stroke(); ctx.restore() x1 = x2; y1 = y2; } }) }

  擦除那部分代码就这么一点,也就相当于画图功能,直接设置line属性后通过lineTo进行绘制线条,只要事前把globalCompositeOperation设成destination-out,你所进行的一切绘制,都变成了擦除效果。鼠标滑动触发的事件里面代码也少了很多,绘图对象的调用次数减少了,计算也减少了,性能提升大大滴。

  改好代码后就立即用自己的android机子测试了一下,果然如此,跟上一个相比,流畅了很多,至少达到了客户要求的能玩的地步了。

  源码地址:https://github.com/whxaxes/canvas-test/blob/gh-pages/src/Funny-demo/clip/clip.html

posted @ 2014-07-17 10:11  W·Axes  阅读(...)  评论(... 编辑 收藏