HTML5 实现橡皮擦的擦除效果

冷不防 2022-07-30 13:13 188阅读 0赞

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：  
![20140927150121403][]  
  
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![20140927150956578][]  
  
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上卡住了，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：

**\[javascript\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  ctx.save()  
2.  ctx.beginPath()  
3.  ctx.arc(x2,y2,a,0,2\*Math.PI);  
4.  ctx.clip()  
5.  ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);  
6.  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。  
![20140927145950484][]  
  
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：  
![20140927145955765][]  
  
  
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：

**\[javascript\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  **var** asin = a\*Math.sin(Math.atan((y2-y1)/(x2-x1)));  
2.  **var** acos = a\*Math.cos(Math.atan((y2-y1)/(x2-x1)))  
3.  **var** x3 = x1+asin;  
4.  **var** y3 = y1-acos;  
5.  **var** x4 = x1-asin;  
6.  **var** y4 = y1+acos;  
7.  **var** x5 = x2+asin;  
8.  **var** y5 = y2-acos;  
9.  **var** x6 = x2-asin;  
10. **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：

**\[javascript\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  **var** hastouch = "ontouchstart" **in** window?**true**:**false**,//判断是否为移动设备  
2.      tapstart = hastouch?"touchstart":"mousedown",  
3.      tapmove = hastouch?"touchmove":"mousemove",  
4.      tapend = hastouch?"touchend":"mouseup";  
5.    
6.  canvas.addEventListener(tapstart , **function**(e)\{  
7.      e.preventDefault();  
8.        
9.      x1 = hastouch?e.targetTouches\[0\].pageX:e.clientX-canvas.offsetLeft;  
10.     y1 = hastouch?e.targetTouches\[0\].pageY:e.clientY-canvas.offsetTop;  
11.       
12. 　　//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  
13.     ctx.save()  
14.     ctx.beginPath()  
15.     ctx.arc(x1,y1,a,0,2\*Math.PI);  
16.     ctx.clip()  
17.     ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);  
18.     ctx.restore();  
19.       
20.     canvas.addEventListener(tapmove , tapmoveHandler);  
21.     canvas.addEventListener(tapend , **function**()\{  
22.         canvas.removeEventListener(tapmove , tapmoveHandler);  
23.     \});  
24. 　　//鼠标移动时触发该事件  
25.     **function** tapmoveHandler(e)\{  
26.         e.preventDefault()  
27.         x2 = hastouch?e.targetTouches\[0\].pageX:e.clientX-canvas.offsetLeft;  
28.         y2 = hastouch?e.targetTouches\[0\].pageY:e.clientY-canvas.offsetTop;  
29.           
30. 　　　　//获取两个点之间的剪辑区域四个端点  
31.         **var** asin = a\*Math.sin(Math.atan((y2-y1)/(x2-x1)));  
32.         **var** acos = a\*Math.cos(Math.atan((y2-y1)/(x2-x1)))  
33.         **var** x3 = x1+asin;  
34.         **var** y3 = y1-acos;  
35.         **var** x4 = x1-asin;  
36.         **var** y4 = y1+acos;  
37.         **var** x5 = x2+asin;  
38.         **var** y5 = y2-acos;  
39.         **var** x6 = x2-asin;  
40.         **var** y6 = y2+acos;  
41.           
42. 　　　　//保证线条的连贯，所以在矩形一端画圆  
43.         ctx.save()  
44.         ctx.beginPath()  
45.         ctx.arc(x2,y2,a,0,2\*Math.PI);  
46.         ctx.clip()  
47.         ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);  
48.         ctx.restore();  
49.       
50. 　　　　//清除矩形剪辑区域里的像素  
51.         ctx.save()  
52.         ctx.beginPath()  
53.         ctx.moveTo(x3,y3);  
54.         ctx.lineTo(x5,y5);  
55.         ctx.lineTo(x6,y6);  
56.         ctx.lineTo(x4,y4);  
57.         ctx.closePath();  
58.         ctx.clip()  
59.         ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);  
60.         ctx.restore();  
61.           
62. 　　　　//记录最后坐标  
63.         x1 = x2;  
64.         y1 = y2;  
65.     \}  
66. \})

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：

**\[javascript\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  **var** imgData = ctx.getImageData(0,0,canvas.width,canvas.height);  
2.  **var** dd = 0;  
3.  **for**(**var** x=0;x<imgData.width;x+=1)\{  
4.      **for**(**var** y=0;y<imgData.height;y+=1)\{  
5.          **var** i = (y\*imgData.width + x)\*4;  
6.          **if**(imgData.data\[i+3\] > 0)\{  
7.              dd++  
8.          \}  
9.      \}  
10. \}  
11. **if**(dd/(imgData.width\*imgData.height)<0.4)\{  
12.     canvas.className = "noOp";  
13. \}

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：

**\[javascript\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  timeout = setTimeout(**function**()\{  
2.      **var** imgData = ctx.getImageData(0,0,canvas.width,canvas.height);  
3.      **var** dd = 0;  
4.      **for**(**var** x=0;x<imgData.width;x+=30)\{  
5.          **for**(**var** y=0;y<imgData.height;y+=30)\{  
6.              **var** i = (y\*imgData.width + x)\*4;  
7.              **if**(imgData.data\[i+3\] >0)\{  
8.                  dd++  
9.              \}  
10.         \}  
11.     \}  
12.     **if**(dd/(imgData.width\*imgData.height/900)<0.4)\{  
13.         canvas.className = "noOp";  
14.     \}  
15. \},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：  
![20140927150142073][]  
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：

**\[javascript\]**  [view plain][]  [copy][view plain]

1.  //通过修改globalCompositeOperation来达到擦除的效果  
2.  **function** tapClip()\{  
3.      **var** hastouch = "ontouchstart" **in** window?**true**:**false**,  
4.          tapstart = hastouch?"touchstart":"mousedown",  
5.          tapmove = hastouch?"touchmove":"mousemove",  
6.          tapend = hastouch?"touchend":"mouseup";  
7.        
8.      canvas.addEventListener(tapstart , **function**(e)\{  
9.  　　　　 clearTimeout(timeout)  
10.         e.preventDefault();  
11.           
12.         x1 = hastouch?e.targetTouches\[0\].pageX:e.clientX-canvas.offsetLeft;  
13.         y1 = hastouch?e.targetTouches\[0\].pageY:e.clientY-canvas.offsetTop;  
14.           
15.         ctx.lineCap = "round";　　//设置线条两端为圆弧  
16.         ctx.lineJoin = "round";　　//设置线条转折为圆弧  
17.         ctx.lineWidth = a\*2;　　  
18.         ctx.globalCompositeOperation = "destination-out";  
19.           
20.         ctx.save();  
21.         ctx.beginPath()  
22.         ctx.arc(x1,y1,1,0,2\*Math.PI);  
23.         ctx.fill();  
24.         ctx.restore();  
25.           
26.         canvas.addEventListener(tapmove , tapmoveHandler);  
27.         canvas.addEventListener(tapend , **function**()\{  
28.             canvas.removeEventListener(tapmove , tapmoveHandler);  
29.               
30. 　　　　　　　timeout = setTimeout(**function**()\{  
31.             **var** imgData = ctx.getImageData(0,0,canvas.width,canvas.height);  
32.             **var** dd = 0;  
33.             **for**(**var** x=0;x<imgData.width;x+=30)\{  
34.                 **for**(**var** y=0;y<imgData.height;y+=30)\{  
35.                     **var** i = (y\*imgData.width + x)\*4;  
36.                     **if**(imgData.data\[i+3\] > 0)\{  
37.                         dd++  
38.                     \}  
39.                 \}  
40.             \}  
41.             **if**(dd/(imgData.width\*imgData.height/900)<0.4)\{  
42.                 canvas.className = "noOp";  
43.             \}  
44. 　　　　　　　\},100)  
45.         \});  
46.         **function** tapmoveHandler(e)\{  
47.             e.preventDefault()  
48.             x2 = hastouch?e.targetTouches\[0\].pageX:e.clientX-canvas.offsetLeft;  
49.             y2 = hastouch?e.targetTouches\[0\].pageY:e.clientY-canvas.offsetTop;  
50.               
51.             ctx.save();  
52.             ctx.moveTo(x1,y1);  
53.             ctx.lineTo(x2,y2);  
54.             ctx.stroke();  
55.             ctx.restore()  
56.               
57.             x1 = x2;  
58.             y1 = y2;  
59.         \}  
60.     \})  
61. \}

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。

此文章转载：http://www.cnblogs.com/axes/p/3850309.html

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

[20140927150121403]: /images/20220724/83166c2c64224e4da95fa3a363b1ca86.png
[20140927150956578]: /images/20220724/bbf90497cdc34deda8689633c9accfeb.png
[view plain]: http://blog.csdn.net/china_skag/article/details/39611845#
[20140927145950484]: /images/20220724/782aabbd0b354cb6bc50400a3a3257c5.png
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[20140927150142073]: /images/20220724/51fd30891f7540f5a2452c8c3fda2cc7.png