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author | Peter Bengtsson <mail@peterbe.com> | 2020-12-08 14:43:23 -0500 |
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committer | Peter Bengtsson <mail@peterbe.com> | 2020-12-08 14:43:23 -0500 |
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diff --git a/files/zh-tw/web/api/canvas_api/tutorial/transformations/index.html b/files/zh-tw/web/api/canvas_api/tutorial/transformations/index.html new file mode 100644 index 0000000000..b25a2248dd --- /dev/null +++ b/files/zh-tw/web/api/canvas_api/tutorial/transformations/index.html @@ -0,0 +1,336 @@ +--- +title: 變形效果 +slug: Web/API/Canvas_API/Tutorial/Transformations +translation_of: Web/API/Canvas_API/Tutorial/Transformations +--- +<div>{{CanvasSidebar}} {{PreviousNext("Web/API/Canvas_API/Tutorial/Using_images", "Web/API/Canvas_API/Tutorial/Compositing")}}</div> + +<h2 id="Saving_and_restoring_state" name="Saving_and_restoring_state">畫布狀態儲存與復原</h2> + +<p>在使用變形效果等複雜繪圖方法之前,有兩個不可或缺的方法(method)必須要先了解一下:</p> + +<dl> + <dt><code>save()</code></dt> + <dd>儲存現階段畫布完整狀態。</dd> + <dt><code>restore()</code></dt> + <dd>復原最近一次儲存的畫布狀態。</dd> +</dl> + +<p>每一次呼叫save(),畫布狀態便會存進一個堆疊(stack)之中。畫布狀態包含了:</p> + +<ul> + <li>曾經套用過的變形效果,如translate, rotate和scale(稍後說明)。</li> + <li><code>strokeStyle</code>, <code>fillStyle</code>, <code>globalAlpha</code>, <code>lineWidth</code>, <code>lineCap</code>, <code>lineJoin</code>, <code>miterLimit</code>, <code>shadowOffsetX</code>, <code>shadowOffsetY</code>, <code>shadowBlur</code>, <code>shadowColor</code>, <code>globalCompositeOperation</code> 屬性的屬性值</li> + <li>目前截圖路徑(稍後說明)。</li> +</ul> + +<p>我們可以呼叫save()的次數不限,而每一次呼叫restore(),最近一次儲存的畫布狀態便會從堆疊中被取出,然後還原畫布到此畫布狀態。</p> + +<h3 id="A_save_and_restore_canvas_state_example" name="A_save_and_restore_canvas_state_example">畫布狀態儲存與復原範例</h3> + +<p>本例會畫一連串矩形圖案來說明畫布狀態堆疊是如何運作。</p> + +<pre class="brush: js">function draw() { + var ctx = document.getElementById('canvas').getContext('2d'); + + ctx.fillRect(0,0,150,150); // Draw a rectangle with default settings + ctx.save(); // Save the default state + + ctx.fillStyle = '#09F' // Make changes to the settings + ctx.fillRect(15,15,120,120); // Draw a rectangle with new settings + + ctx.save(); // Save the current state + ctx.fillStyle = '#FFF' // Make changes to the settings + ctx.globalAlpha = 0.5; + ctx.fillRect(30,30,90,90); // Draw a rectangle with new settings + + ctx.restore(); // Restore previous state + ctx.fillRect(45,45,60,60); // Draw a rectangle with restored settings + + ctx.restore(); // Restore original state + ctx.fillRect(60,60,30,30); // Draw a rectangle with restored settings +}</pre> + +<div class="hidden"> +<pre class="brush: html"><canvas id="canvas" width="150" height="150"></canvas></pre> + +<pre class="brush: js">draw();</pre> +</div> + +<p> </p> + +<p>* 預設用黑色填滿這個矩形</p> + +<p>* 每種狀態可以看成是一層層堆疊的步驟紀錄</p> + +<p>第一步:畫出黑色矩形 接著把第一個狀態儲存下來(用黑色填滿)</p> + +<p>第二步:畫出藍色矩形 接著把第二個狀態儲存下來(用藍色填滿)</p> + +<p>第三步:畫出半透明矩形</p> + +<p>第四步:再畫出矩形 這時候我們取用最新儲存過的藍色(第二狀態)</p> + +<p>第五步:再畫一個矩形 我們再取出更早之前儲存的黑色(第一狀態)</p> + +<p>{{EmbedLiveSample("A_save_and_restore_canvas_state_example", "180", "180", "https://mdn.mozillademos.org/files/249/Canvas_savestate.png")}}</p> + +<h2 id="Translating" name="Translating">移動畫布</h2> + +<p><img alt="" class="internal" src="https://mdn.mozillademos.org/files/234/Canvas_grid_translate.png" style="float: right;">第一個變形效果方法是translate()。translate()是用來移動畫布,如右圖,原先畫布的原點在網格(0, 0)位置,我們可以移動畫布,使其原點移到(x, y)位置。</p> + +<dl> + <dt><code>translate(<em>x</em>, <em>y</em>)</code></dt> + <dd>移動網格上的畫布,其中x代表水平距離、y代表垂直距離。</dd> +</dl> + +<p>最好在做任何變形效果前先儲存一下畫布狀態,如此當我們需要復原先前的狀態時,只需要呼叫一下restore()即可,而且有一種情況是當我們在迴圈中移動畫布,如果不記得儲存和回復畫布狀態,繪圖區域很容易最後就超出邊界,然後出現圖案不見的狀況。</p> + +<h3 id="A_translate_example" name="A_translate_example">移動畫布範例</h3> + +<p>下面程式碼示範了利用translate()畫圖的好處,裡面,我們用了drawSpirograph()函數畫萬花筒類的圖案,如果沒有移動畫布原點,那麼每個圖案只會有四分之一會落在可視範圍,藉由移動畫布原點我們便可以自由變換每個圖案的位置,使圖案完整出現,而且省去手動計算調整每個圖案的座標位置。</p> + +<p>另外一個draw()函數透過兩個for迴圈移動畫布原點、呼叫drawSpirograph()函數、復歸畫布圓點位置共九次。</p> + +<pre class="brush: js">function draw() { + var ctx = document.getElementById('canvas').getContext('2d'); + ctx.fillRect(0,0,300,300); + for (var i=0;i<3;i++) { + for (var j=0;j<3;j++) { + ctx.save(); + ctx.strokeStyle = "#9CFF00"; + ctx.translate(50+j*100,50+i*100); + drawSpirograph(ctx,20*(j+2)/(j+1),-8*(i+3)/(i+1),10); + ctx.restore(); + } + } +} + +function drawSpirograph(ctx,R,r,O){ + var x1 = R-O; + var y1 = 0; + var i = 1; + ctx.beginPath(); + ctx.moveTo(x1,y1); + do { + if (i>20000) break; + var x2 = (R+r)*Math.cos(i*Math.PI/72) - (r+O)*Math.cos(((R+r)/r)*(i*Math.PI/72)) + var y2 = (R+r)*Math.sin(i*Math.PI/72) - (r+O)*Math.sin(((R+r)/r)*(i*Math.PI/72)) + ctx.lineTo(x2,y2); + x1 = x2; + y1 = y2; + i++; + } while (x2 != R-O && y2 != 0 ); + ctx.stroke(); +} +</pre> + +<div class="hidden"> +<pre class="brush: html"><canvas id="canvas" width="300" height="300"></canvas></pre> + +<pre class="brush: js">draw();</pre> +</div> + +<p>{{EmbedLiveSample("A_translate_example", "330", "330", "https://mdn.mozillademos.org/files/256/Canvas_translate.png")}}</p> + +<h2 id="Rotating" name="Rotating">旋轉</h2> + +<p><img alt="" class="internal" src="https://mdn.mozillademos.org/files/233/Canvas_grid_rotate.png" style="float: right;">rotate()函數可以畫布原點作中心,旋轉畫布。</p> + +<dl> + <dt><code>rotate(<em>x</em>)</code></dt> + <dd>以畫布原點為中心,順時針旋轉畫布x弧度(弧度 = Math.PI * 角度 / 180)。</dd> +</dl> + +<p>我們可以呼叫translate()方法來移動旋轉中心(亦即畫布原點)。</p> + +<h3 id="A_rotate_example" name="A_rotate_example">旋轉範例</h3> + +<p>本範例我們呼叫rotate()方法來畫一系列環狀圖案。如果不用rotate(),同樣的效果也可以藉由個別計算x, y座標點(x = r*Math.cos(a); y = r*Math.sin(a))達成;呼叫rotate()和個別計算x, y座標點不同之處在於,個別計算x, y座標點只有旋轉圓形圓心,而圓形並沒有旋轉,呼叫rotate()則會旋轉圓形和圓心,不過因為我們的圖案是圓形,所以兩種作法產生的效果不會有差異。</p> + +<p>我們執行了兩個迴圈來作圖,第一個迴圈決定的圓環個數和該圓環上圓環上圓點的個數的顏色,第二個迴圈決定了圓環上圓點的個數,每一次作圖前我們都儲存了原始畫布狀態,以便結束時可以復原狀態。畫布旋轉的弧度則以圓環上圓點的個數決定,像是最內圈的圓環共有六個圓點,所以每畫一個原點,畫布就旋轉60度(360度/6),第二的圓環有12個原點,所以畫布一次旋轉度數為30度(360度/12),以此類推。</p> + +<pre class="brush: js">function draw() { + var ctx = document.getElementById('canvas').getContext('2d'); + ctx.translate(75,75); + + for (var i=1;i<6;i++){ // Loop through rings (from inside to out) + ctx.save(); + ctx.fillStyle = 'rgb('+(51*i)+','+(255-51*i)+',255)'; + + for (var j=0;j<i*6;j++){ // draw individual dots + ctx.rotate(Math.PI*2/(i*6)); + ctx.beginPath(); + ctx.arc(0,i*12.5,5,0,Math.PI*2,true); + ctx.fill(); + } + + ctx.restore(); + } +} +</pre> + +<div class="hidden"> +<pre class="brush: html"><canvas id="canvas" width="150" height="150"></canvas></pre> + +<pre class="brush: js">draw();</pre> +</div> + +<p>{{EmbedLiveSample("A_rotate_example", "180", "180", "https://mdn.mozillademos.org/files/248/Canvas_rotate.png")}}</p> + +<h2 id="Scaling" name="Scaling">縮放</h2> + +<p>接下來這一個變形效果為縮放圖形。</p> + +<dl> + <dt>scale(x, y)</dt> + <dd>x代表縮放畫布水平網格單位x倍,y代表縮放畫布垂直網格單位y倍,輸入1.0不會造成縮放。如果輸入負值會造成座標軸鏡射,假設輸入x為-1,那麼原本畫布網格X軸上的正座標點都會變成負座標點、負座標點則變成正座標點。</dd> +</dl> + +<p>只要利用scale(),我們可以建立著名的笛卡兒座標系;執行translate(0,canvas.height)先移動畫布原點到左下角,再執行scale(1,-1)顛倒Y軸正負值,一個笛卡兒座標系便完成了。</p> + +<p>預設上畫布網格前進一單位等於前進一像素大小,所以縮小0.5倍,就會變成前進0.5的像素大小,亦即縮小圖像一半大小,反之,放大2倍將放大圖像2倍。</p> + +<h3 id="A_scale_example" name="A_scale_example">縮放範例</h3> + +<p>本程式碼範例會畫出一系列不同縮放比例的萬花筒樣式圖案。</p> + +<pre class="brush: js">function draw() { + var ctx = document.getElementById('canvas').getContext('2d'); + ctx.strokeStyle = "#fc0"; + ctx.lineWidth = 1.5; + ctx.fillRect(0,0,300,300); + + // Uniform scaling + ctx.save() + ctx.translate(50,50); + drawSpirograph(ctx,22,6,5); + + ctx.translate(100,0); + ctx.scale(0.75,0.75); + drawSpirograph(ctx,22,6,5); + + ctx.translate(133.333,0); + ctx.scale(0.75,0.75); + drawSpirograph(ctx,22,6,5); + ctx.restore(); + + // Non uniform scaling (y direction) + ctx.strokeStyle = "#0cf"; + ctx.save() + ctx.translate(50,150); + ctx.scale(1,0.75); + drawSpirograph(ctx,22,6,5); + + ctx.translate(100,0); + ctx.scale(1,0.75); + drawSpirograph(ctx,22,6,5); + + ctx.translate(100,0); + ctx.scale(1,0.75); + drawSpirograph(ctx,22,6,5); + ctx.restore(); + + // Non uniform scaling (x direction) + ctx.strokeStyle = "#cf0"; + ctx.save() + ctx.translate(50,250); + ctx.scale(0.75,1); + drawSpirograph(ctx,22,6,5); + + ctx.translate(133.333,0); + ctx.scale(0.75,1); + drawSpirograph(ctx,22,6,5); + + ctx.translate(177.777,0); + ctx.scale(0.75,1); + drawSpirograph(ctx,22,6,5); + ctx.restore(); + +} +function drawSpirograph(ctx,R,r,O){ + var x1 = R-O; + var y1 = 0; + var i = 1; + ctx.beginPath(); + ctx.moveTo(x1,y1); + do { + if (i>20000) break; + var x2 = (R+r)*Math.cos(i*Math.PI/72) - (r+O)*Math.cos(((R+r)/r)*(i*Math.PI/72)) + var y2 = (R+r)*Math.sin(i*Math.PI/72) - (r+O)*Math.sin(((R+r)/r)*(i*Math.PI/72)) + ctx.lineTo(x2,y2); + x1 = x2; + y1 = y2; + i++; + } while (x2 != R-O && y2 != 0 ); + ctx.stroke(); +} +</pre> + +<div class="hidden"> +<pre class="brush: html"><canvas id="canvas" width="300" height="300"></canvas></pre> + +<pre class="brush: js">draw();</pre> +</div> + +<p>第一排第一個黃色圖案是沒有縮放的圖案,然後往右到了第二個圖案,我們程式碼中輸入了 (0.75, 0.75)的縮放倍率,到了第三個圖案,我們還是輸入了 (0.75, 0.75)的縮放倍率,而基於之前有縮小過一次,所以第三個圖案相對於第一個沒有縮放的圖案是0.75 × 0.75 = 0.5625倍。</p> + +<p>第二排藍色圖案我們只改變Y軸的縮放倍率,X軸維持不變,因而產生一個比一個更扁的橢圓圖形。同理,第三排綠色圖案改變X軸的縮放倍率,Y軸維持不變。</p> + +<p>{{EmbedLiveSample("A_scale_example", "330", "330", "https://mdn.mozillademos.org/files/250/Canvas_scale.png")}}</p> + +<h2 id="Transforms" name="Transforms">變形</h2> + +<p>最後一個方法是設定變形矩陣,藉由改變變形矩陣,我們因此可以營造各種變形效果;其實先前所提到的rotate, translate, scale都是在設定變形矩陣,而這邊的這個方法就是直接去改變變形矩陣。</p> + +<dl> + <dt><code>transform(<em>m11</em>, <em>m12</em>, <em>m21</em>, <em>m22</em>, <em>dx</em>, <em>dy</em>)</code></dt> + <dd>呼叫Transform會拿目前的變形矩陣乘以下列矩陣:</dd> + <dd><img src="http://www.numberempire.com/equation.render?%5Cbegin{bmatrix}%20m11%20&%20m21%20%5C%5C%20m12%20&%20m22%5Cend{bmatrix}%5Cbegin{bmatrix}%20x%20%5C%5C%20y%5Cend{bmatrix}"></dd> + <dd> + <pre>m11 m21 dx +m12 m22 dy +0 0 1 +</pre> + </dd> +</dl> + +<dl> + <dd>運算後的新矩陣將取代目前的變形矩陣。</dd> + <dd>其中m11代表水平縮放圖像,m12代表水平偏移圖像,m21代表垂直偏移圖像,m22代表垂直縮放圖像,dx代表水平移動圖像,dy代表垂直移動圖像。</dd> + <dd>如果輸入<code><a href="/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Infinity" title="/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/Infinity">Infinity</a></code> 值,不會引起例外錯誤,矩陣值會依照輸入設成無限。</dd> + <dt><code>setTransform(<em>m11</em>, <em>m12</em>, <em>m21</em>, <em>m22</em>, <em>dx</em>, <em>dy</em>)</code></dt> + <dd>復原目前矩陣為恆等矩陣(Identiy matrix,也就是預設矩陣),然後再以輸入參數呼叫transform()。</dd> +</dl> + +<h3 id="transform_.2F_setTransform_examples" name="transform_.2F_setTransform_examples"><code>transform</code> / <code>setTransform</code>範例</h3> + +<pre class="brush: js">function draw() { + var ctx = document.getElementById('canvas').getContext('2d'); + + var sin = Math.sin(Math.PI/6); + var cos = Math.cos(Math.PI/6); + ctx.translate(100, 100); + var c = 0; + for (var i=0; i <= 12; i++) { + c = Math.floor(255 / 12 * i); + ctx.fillStyle = "rgb(" + c + "," + c + "," + c + ")"; + ctx.fillRect(0, 0, 100, 10); + ctx.transform(cos, sin, -sin, cos, 0, 0); + } + + ctx.setTransform(-1, 0, 0, 1, 100, 100); + ctx.fillStyle = "rgba(255, 128, 255, 0.5)"; + ctx.fillRect(0, 50, 100, 100); +} +</pre> + +<div class="hidden"> +<pre class="brush: html"><canvas id="canvas" width="200" height="250"></canvas></pre> + +<pre class="brush: js">draw();</pre> +</div> + +<p>{{EmbedLiveSample("transform_.2F_setTransform_examples", "230", "280", "https://mdn.mozillademos.org/files/255/Canvas_transform.png")}}</p> + +<p>{{PreviousNext("Web/Guide/HTML/Canvas_tutorial/Applying_styles_and_colors", "Web/Guide/HTML/Canvas_tutorial/Compositing")}}</p> |