android绘制环形进度_用初中数学知识撸一个canvas环形进度条

分手后的思念是犯贱 2023-01-02 11:22 130阅读 0赞

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原文链接：用初中数学知识撸一个canvas环形进度条 - 掘金

原文作者：**Tusi**

周末好，今天给大家带来一款接地气的环形进度条组件`vue-awesome-progress`。近日被设计小姐姐要求实现这么一个环形进度条效果，大体由四部分组成，分别是底色圆环，进度弧，环内文字，进度圆点。设计稿截图如下：

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我的第一反应还是找现成的组件，市面上很多组件都实现了前3点，独独没找到能画进度圆点的组件，不然稍加定制也能复用。既然没有现成的组件，只有自己用`vue + canvas`撸一个了。

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## 效果图 ##

先放个效果图，然后再说下具体实现过程，各位看官且听我慢慢道来。

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## 安装与使用 ##

源码地址，欢迎`star`和提`issue`。

## 安装 ##

npm install --save vue-awesome-progress

## 使用 ##

### 全局注册 ###

import Vue from 'vue'
    import VueAwesomeProgress from "vue-awesome-progress"
    Vue.use(VueAwesomeProgress)

### 局部使用 ###

import VueAwesomeProgress from "vue-awesome-progress"
    
    export default {
        components: {
            VueAwesomeProgress
        },
        // 其他代码
    }

### webpack配置 ###

由于当前版本发布时，未进行`babel`编译，因此使用时需要自行将`vue-awesome-progress`纳入`babel-loader`的解析范围。示例如下：

// resolve函数是连接路径的，方法体是path.join(__dirname, "..", dir)
    {
         
      test: /.js$/,
      loader: "babel-loader",
      include: [
        resolve("src"),
        resolve("node_modules/vue-awesome-progress")
      ]
    }

## 静态展示 ##

任何事都不是一蹴而就的，我们首先来实现一个静态的效果，然后再实现动画效果，甚至是复杂的控制逻辑。

## 确定画布大小 ##

第一步是确定画布大小。从设计稿我们可以直观地看到，整个环形进度条的最外围是由进度圆点确定的，而进度圆点的圆心在圆环圆周上。

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因此我们得出伪代码如下：

// canvasSize: canvas宽度/高度
    // outerRadius: 外围半径
    // pointRadius: 圆点半径
    // pointRadius: 圆环半径
    canvasSize = 2 * outerRadius = 2 * (pointRadius + circleRadius)

据此我们可以定义如下组件属性：

props: {
         
      circleRadius: {
         
        type: Number,
        default: 40
      },
      pointRadius: {
         
        type: Number,
        default: 6
      }
    },
    computed: {
         
      // 外围半径
      outerRadius() {
         
        return this.circleRadius + this.pointRadius
      },
      // canvas宽/高
      canvasSize() {
         
        return 2 * this.outerRadius + 'px'
      }
    }

那么`canvas`大小也可以先进行绑定了

## 获取绘图上下文 ##

`getContext('2d')` 方法返回一个用于在`canvas`上绘图的环境，支持一系列`2d`绘图`API`。

mounted() {
         
      // 在$nextTick初始化画布，不然dom还未渲染好
      this.$nextTick(() => {
         
        this.initCanvas()
      })
    },
    methods: {
         
      initCanvas() {
         
        var canvas = this.$refs.canvasDemo;
        var ctx = canvas.getContext('2d');
      }
    }

## 画底色圆环 ##

完成了上述步骤后，我们就可以着手画各个元素了。我们先画圆环，这时我们还要定义两个属性，分别是圆环线宽`circleWidth`和圆环颜色`circleColor`。

circleWidth: {
         
      type: Number,
      default: 2
    },
    circleColor: {
         
      type: String,
      default: '#3B77E3'
    }

`canvas`提供的画圆弧的方法是`ctx.arc()`，需要提供圆心坐标，半径，起止弧度，是否逆时针等参数。

ctx.arc(x, y, radius, startAngle, endAngle, anticlockwise);

我们知道，`Web`网页中的坐标系是这样的，从绝对定位的设置上其实就能看出来（`top`，`left`设置正负值会发生什么变化），而且原点`(0, 0)`是在盒子（比如说`canvas`）的左上角哦。

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对于角度而言，`0°`是`x`轴正向，默认是顺时针方向旋转。

圆环的圆心就是`canvas`的中心，所以`x` , `y` 取`outerRadius`的值就可以了。

ctx.strokeStyle = this.circleColor;
    ctx.lineWidth = this.circleWidth;
    ctx.beginPath();
    ctx.arc(this.outerRadius, this.outerRadius, this.circleRadius, 0, this.deg2Arc(360));
    ctx.stroke();

注意`arc`传的是弧度参数，而不是我们常理解的`360°`这种概念，因此我们需要将我们理解的`360°`转为弧度。

// deg转弧度
    deg2Arc(deg) {
         
      return deg / 180 * Math.PI
    }

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## 画文字 ##

调用`fillText`绘制文字，利用`canvas.clientWidth / 2`和`canvas.clientWidth / 2`取得中点坐标，结合控制文字对齐的两个属性`textAlign`和`textBaseline`，我们可以将文字绘制在画布中央。文字的值由`label`属性接收，字体大小由`fontSize`属性接收，颜色则取的`fontColor`。

if (this.label) {
         
      ctx.font = `${
         this.fontSize}px Arial,"Microsoft YaHei"`
      ctx.fillStyle = this.fontColor;
      ctx.textAlign = 'center'
      ctx.textBaseline = 'middle'
      ctx.fillText(this.label, canvas.clientWidth / 2, canvas.clientWidth / 2);
    }

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## 画进度弧 ##

支持普通颜色和渐变色，`withGradient`默认为`true`，代表使用渐变色绘制进度弧，渐变方向我默认给的从上到下。如果希望使用普通颜色，`withGradient`传`false`即可，并可以通过`lineColor`自定义颜色。

if (this.withGradient) {
         
      this.gradient = ctx.createLinearGradient(this.circleRadius, 0, this.circleRadius, this.circleRadius * 2);
      this.lineColorStops.forEach(item => {
         
        this.gradient.addColorStop(item.percent, item.color);
      });
    }

其中`lineColorStops`是渐变色的颜色偏移断点，由父组件传入，可传入任意个颜色断点，格式如下：

colorStops2: [
      {
          percent: 0, color: '#FF9933' },
      {
          percent: 1, color: '#FF4949' }
    ]

画一条从上到下的进度弧，即`270°`到`90°`

ctx.strokeStyle = this.withGradient ? this.gradient : this.lineColor;
    ctx.lineWidth = this.lineWidth;
    ctx.beginPath();
    ctx.arc(this.outerRadius, this.outerRadius, this.circleRadius, this.deg2Arc(270), this.deg2Arc(90));
    ctx.stroke();

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其中`lineWidth`是弧线的宽度，由父组件传入

lineWidth: {
         
      type: Number,
      default: 8
    }

## 画进度圆点 ##

最后我们需要把进度圆点补上，我们先写死一个角度`90°`，显而易见，圆点坐标为`(this.outerRadius, this.outerRadius + this.circleRadius)`

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画圆点的代码如下：

ctx.fillStyle = this.pointColor;
    ctx.beginPath();
    ctx.arc(this.outerRadius, this.outerRadius + this.circleRadius, this.pointRadius, 0, this.deg2Arc(360));
    ctx.fill();

其中`pointRadius`是圆点的半径，由父组件传入：

pointRadius: {
         
      type: Number,
      default: 6
    }

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## 角度自定义 ##

当然，进度条的角度是灵活定义的，包括开始角度，结束角度，都应该由调用者随意给出。因此我们再定义一个属性`angleRange`，用于接收起止角度。

angleRange: {
         
      type: Array,
      default: function() {
         
        return [270, 90]
      }
    }

有了这个属性，我们就可以随意地画进度弧和圆点了，哈哈哈哈。

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老哥，这种圆点坐标怎么求？

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噗......看来高兴过早了，最重要的是根据不同角度求得圆点的圆心坐标，这让我顿时犯了难。

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经过冷静思考，我脑子里闪过了一个利用正余弦公式求坐标的思路，但前提是坐标系原点如果在圆环外接矩形的左上角才好算。仔细想想，冇问题啦，我先给坐标系平移一下，最后求出来结果，再补个平移差值不就行了嘛。

![ad3c974b23365c0068ea5a3d6fbffa4a.png][]

画图工具不是很熟练，这里图没画好，线歪了，请忽略细节。

好的，我们先给坐标系向右下方平移`pointRadius`，最后求得结果再加上`pointRadius`就好了。伪代码如下：

// realx：真实的x坐标
    // realy：真实的y坐标
    // resultx：平移后求取的x坐标
    // resultx：平移后求取的y坐标
    // pointRadius 圆点半径
    realx = resultx + pointRadius
    realy = resulty = pointRadius

求解坐标的思路大概如下，分四个范围判断，得出求解公式，应该还可以化简，不过我数学太菜了，先这样吧。

getPositionsByDeg(deg) {
         
        let x = 0;
        let y = 0;
        if (deg >= 0 && deg <= 90) {
         
            // 0~90度
            x = this.circleRadius * (1 + Math.cos(this.deg2Arc(deg)))
            y = this.circleRadius * (1 + Math.sin(this.deg2Arc(deg)))
        } else if (deg > 90 && deg <= 180) {
         
            // 90~180度
            x = this.circleRadius * (1 - Math.cos(this.deg2Arc(180 - deg)))
            y = this.circleRadius * (1 + Math.sin(this.deg2Arc(180 - deg)))
        } else if (deg > 180 && deg <= 270) {
         
            // 180~270度
            x = this.circleRadius * (1 - Math.sin(this.deg2Arc(270 - deg)))
            y = this.circleRadius * (1 - Math.cos(this.deg2Arc(270 - deg)))
        } else {
         
            // 270~360度
            x = this.circleRadius * (1 + Math.cos(this.deg2Arc(360 - deg)))
            y = this.circleRadius * (1 - Math.sin(this.deg2Arc(360 - deg)))
        }
        return {
          x, y }
    }

最后再补上偏移值即可。

const pointPosition = this.getPositionsByDeg(nextDeg);
    ctx.arc(pointPosition.x + this.pointRadius, pointPosition.y + this.pointRadius, this.pointRadius, 0, this.deg2Arc(360));

![fcdec6470bebd2771220dca3700cf4a2.png][]

这样，一个基本的`canvas`环形进度条就成型了。

## 动画展示 ##

静态的东西逼格自然是不够的，因此我们需要再搞点动画效果装装逼。

## 基础动画 ##

我们先简单实现一个线性的动画效果。基本思路是把开始角度和结束角度的差值分为`N`段，利用`window.requestAnimationFrame`依次执行动画。

比如从`30°`到`90°`，我给它分为6段，每次画`10°`。要注意`canvas`画这种动画过程一般是要重复地清空画布并重绘的，所以第一次我画的弧线范围就是`30°~40°`，第二次我画的弧线范围就是`30°~50°`，以此类推......

基本的代码结构如下，具体代码请参考vue-awesome-progress `v1.1.0`版本，如果顺手帮忙点个`star`也是极好的。

animateDrawArc(canvas, ctx, startDeg, endDeg, nextDeg, step) {
         
      window.requestAnimationFrame(() => {
         
        // 清空画布
        ctx.clearRect(0, 0, canvas.clientWidth, canvas.clientHeight);
        // 求下一个目标角度
        nextDeg = this.getTargetDeg(nextDeg || startDeg, endDeg, step);
        // 画圆环
        // 画文字
        // 画进度弧线
        // 画进度圆点
        if (nextDeg !== endDeg) {
         
          // 满足条件继续调用动画，否则结束动画
          this.animateDrawArc(canvas, ctx, startDeg, endDeg, nextDeg, step)
        }
      }
    }

![a3ba20aa5bb2ffd79eaecb47c4b8bff7.gif][]

## 缓动效果 ##

线性动画显得有点单调，可操作性不大，因此我考虑引入贝塞尔缓动函数`easing`，并且支持传入动画执行时间周期`duration`，增强了可定制性，使用体验更好。这里不列出实现代码了，请前往vue-awesome-progress查看。

<vue-awesome-progress label="188人" :duration="10" easing="0,0,1,1" />
    
    <vue-awesome-progress
      label="36℃"
      circle-color="#FF4949"
      :line-color-stops="colorStops"
      :angle-range="[60, 180]"
      :duration="5"
    />
    
    // 省略部分...
    
    <vue-awesome-progress label="188人" easing="1,0.28,0.17,0.53" :duration="10" />
    
    <vue-awesome-progress
      label="36℃"
      circle-color="#FF4949"
      :line-color-stops="colorStops"
      :angle-range="[60, 180]"
      :duration="5"
      easing="0.17,0.67,0.83,0.67"
    />

![8152169f5a09ecea80aa36e621f27e67.gif][]

可以看到，当传入不同的动画周期`duration`和缓动参数`easing`时，动画效果各异，完全取决于使用者自己。

## 其他效果 ##

当然根据组件支持的属性，我们也可以定制出其他效果，比如不显示文字，不显示圆点，弧线线宽与圆环线宽一样，不使用渐变色，不需要动画，等等。我们后续也会考虑支持更多能力，比如控制进度，数字动态增长等！具体使用方法，请参考vue-awesome-progress。

![12e5c93307a3b0c9b836c66b6862f5d9.gif][]

## 结语 ##

写完这个组件有让我感觉到，程序员最终不是输给了代码和技术的快速迭代，而是输给了自己的逻辑思维能力和数学功底。就vue-awesome-progress这个组件而言，根据这个思路，我们也能迅速开发出适用于`React`，`Angular`以及其他框架生态下的组件。工作三年有余，接触了不少框架和技术，经历了`MVVM`，`Hybrid`，`小程序`，`跨平台`，`大前端`， `serverless` 的大火，也时常感慨“学不动了”，在这个快速演进的代码世界里常常感到失落。好在自己还没有丢掉分析问题的能力，而不仅仅是调用各种`API`和插件，这可能是程序员最宝贵的财富吧。前路坎坷，我辈当不忘初心，愿你出走半生，归来仍是少年！

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首发链接

零基础学大前端zhuanlan.zhihu.com

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[728d16143dfef102ec6c30ec3061e069.png]: /images/20221119/d22e7e994a91404daf7e3da6bb4c5934.png
[e8016295ccf6c1a4a0aa37e8daa192de.png]: /images/20221119/6858d3e33f894ba3bca0735fe44d129d.png
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[61a390084a9aaff85f59044a56ca752c.png]: /images/20221119/3d9a51b054504f3e8fda45a1c01de30b.png
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[fcdec6470bebd2771220dca3700cf4a2.png]: /images/20221119/e08e401db4074cc3bf747fda2bac0764.png
[a3ba20aa5bb2ffd79eaecb47c4b8bff7.gif]: /images/20221119/87e7013ea4514213816c9e3865885a06.png
[8152169f5a09ecea80aa36e621f27e67.gif]: /images/20221119/86a872a8cd824438836be3a7b2bcf0f5.png
[12e5c93307a3b0c9b836c66b6862f5d9.gif]: /images/20221119/e17e3536120347099e2a6a8d28cef874.png
[81d6e387a4377739114649d7b60b2913.png]: /images/20221119/44390982fe01486ab369dc08fbb6bc56.png