鸿蒙HarmonyOS实战-ArkUI组件（Canvas）

一、Canvas

Canvas组件是一种图形渲染组件，它提供了一个画布（canvas），开发者可以在上面绘制各种图形、文本等。Canvas组件通常用于创建游戏、数据可视化等需要动态绘制图形的应用程序。

Canvas组件提供了多个API，开发者可以使用这些API进行绘制操作。常用的API包括绘制矩形、圆形、线条、文字等。开发者可以设置画布的大小、背景色、绘制的颜色、线条的宽度等属性。

在Canvas组件中，开发者可以监听鼠标事件（如点击、移动等）和键盘事件，以便根据用户的交互来实现相应的操作。

Canvas组件的使用通常需要一定的编程知识和技巧，开发者需要了解如何使用API进行绘图操作，以及如何处理用户的交互事件。

1.使用画布组件绘制自定义图形

1.1 直接绘制

Canvas直接绘制图形的原理是通过Canvas API调用一系列绘制方法来在Canvas元素上绘制图形和图像。Canvas元素本身是一个空的矩形区域，通过获取Canvas的上下文（context），可以使用上下文提供的绘制方法来进行绘制。

@Entry
@Component
struct CanvasExample1 {
  //用来配置CanvasRenderingContext2D对象的参数，包括是否开启抗锯齿，true表明开启抗锯齿。
  private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true)
  //用来创建CanvasRenderingContext2D对象，通过在canvas中调用CanvasRenderingContext2D对象来绘制。
  private context: CanvasRenderingContext2D = new CanvasRenderingContext2D(this.settings)

  build() {
    Flex({ direction: FlexDirection.Column, alignItems: ItemAlign.Center, justifyContent: FlexAlign.Center }) {
      //在canvas中调用CanvasRenderingContext2D对象。
      Canvas(this.context)
        .width('100%')
        .height('100%')
        .backgroundColor('#F5DC62')
        .onReady(() => {
          //可以在这里绘制内容。
          this.context.strokeRect(50, 50, 200, 150);
        })
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

1.2 离屏绘制

离屏绘制（offscreen rendering）是指将渲染结果绘制到与屏幕不直接相关的缓冲区中进行处理。传统的渲染方式是直接将图像渲染到屏幕上，而离屏绘制则是在一个特定的缓冲区中进行渲染，然后再将渲染结果显示到屏幕上。

离屏绘制的主要作用是实现一些特殊效果，比如阴影、模糊、遮罩等。这些效果通常需要在渲染过程中进行多次操作，直接在屏幕上渲染会导致效率低下。使用离屏绘制可以在一个独立的缓冲区中进行这些操作，然后再将结果绘制到屏幕上。

离屏绘制可以通过一些图形库或引擎来实现，例如OpenGL、DirectX等。在移动设备上，离屏绘制通常使用Frame Buffer来实现。开发者可以通过指定一个离屏渲染的目标缓冲区，然后在这个缓冲区中进行渲染操作，最后再将结果绘制到屏幕上。

离屏绘制虽然可以实现一些特殊效果，但由于需要额外的资源和计算开销，使用不当会导致性能问题。因此，在使用离屏绘制时应该注意减少不必要的操作和资源消耗，以提高性能和用户体验。

@Entry
@Component
struct CanvasExample2 {
  //用来配置CanvasRenderingContext2D对象和OffscreenCanvasRenderingContext2D对象的参数，包括是否开启抗锯齿。true表明开启抗锯齿
  private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true)
  private context: CanvasRenderingContext2D = new CanvasRenderingContext2D(this.settings)
  //用来创建OffscreenCanvasRenderingContext2D对象，width为离屏画布的宽度，height为离屏画布的高度。通过在canvas中调用OffscreenCanvasRenderingContext2D对象来绘制。
  private offContext: OffscreenCanvasRenderingContext2D = new OffscreenCanvasRenderingContext2D(600, 600, this.settings)

  build() {
    Flex({ direction: FlexDirection.Column, alignItems: ItemAlign.Center, justifyContent: FlexAlign.Center }) {
      Canvas(this.context)
        .width('100%')
        .height('100%')
        .backgroundColor('#F5DC62')
        .onReady(() =>{
          //可以在这里绘制内容
          this.offContext.strokeRect(50, 50, 200, 150);
          //将离屏绘值渲染的图像在普通画布上显示
          let image = this.offContext.transferToImageBitmap();
          this.context.transferFromImageBitmap(image);
        })
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

在Canvas上加载Lottie动画时，需要先按照如下方式下载Lottie，具体使用：https://ohpm.openharmony.cn/#/cn/detail/@ohos/lottie

2.初始化画布组件

在HarmonyOS中，Canvas类是用于绘制图形的核心类。Canvas类提供了onReady方法，用于在Canvas准备好进行绘制之后的回调操作。

当Canvas准备好进行绘制时，会调用onReady方法。开发者可以重写onReady方法，实现一些绘制前的准备工作，例如设置画笔颜色、绘制区域等。

要使用Canvas的onReady方法，需要创建一个Canvas实例，然后通过实例调用onReady方法。

@Entry
@Component
struct CanvasExample2 {
  //用来配置CanvasRenderingContext2D对象和OffscreenCanvasRenderingContext2D对象的参数，包括是否开启抗锯齿。true表明开启抗锯齿
  private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true)
  private context: CanvasRenderingContext2D = new CanvasRenderingContext2D(this.settings)
  //用来创建OffscreenCanvasRenderingContext2D对象，width为离屏画布的宽度，height为离屏画布的高度。通过在canvas中调用OffscreenCanvasRenderingContext2D对象来绘制。
  private offContext: OffscreenCanvasRenderingContext2D = new OffscreenCanvasRenderingContext2D(600, 600, this.settings)

  build() {
    Flex({ direction: FlexDirection.Column, alignItems: ItemAlign.Center, justifyContent: FlexAlign.Center }) {
      Canvas(this.context)
        .width('100%')
        .height('100%')
        .backgroundColor('#F5DC62')
        .onReady(() => {
          this.context.fillStyle = '#0097D4';
          this.context.fillRect(50, 50, 100, 100);
        })
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

3.画布组件绘制方式

Canvas类支持使用Path2D对象来绘制复杂的路径图形。

Path2D是一个可重用的路径对象，用于描述二维空间中的路径。开发者可以使用Path2D对象来定义路径的轮廓，并在Canvas上绘制出来。

@Entry
@Component
struct CanvasExample2 {
  //用来配置CanvasRenderingContext2D对象和OffscreenCanvasRenderingContext2D对象的参数，包括是否开启抗锯齿。true表明开启抗锯齿
  private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true)
  private context: CanvasRenderingContext2D = new CanvasRenderingContext2D(this.settings)
  //用来创建OffscreenCanvasRenderingContext2D对象，width为离屏画布的宽度，height为离屏画布的高度。通过在canvas中调用OffscreenCanvasRenderingContext2D对象来绘制。
  private offContext: OffscreenCanvasRenderingContext2D = new OffscreenCanvasRenderingContext2D(600, 600, this.settings)

  build() {
    Flex({ direction: FlexDirection.Column, alignItems: ItemAlign.Center, justifyContent: FlexAlign.Center }) {
      Canvas(this.context)
        .width('100%')
        .height('100%')
        .backgroundColor('#F5DC62')
        .onReady(() =>{
          this.context.beginPath();
          this.context.moveTo(50, 50);
          this.context.lineTo(280, 160);
          this.context.stroke();
        })
      Canvas(this.context)
        .width('100%')
        .height('100%')
        .backgroundColor('#F5DC62')
        .onReady(() =>{
          let region = new Path2D();
          region.arc(100, 75, 50, 0, 6.28);
          this.context.stroke(region);
        })
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

4.画布组件常用方法

4.1 基础形状绘制

可以通过arc（绘制弧线路径）、 ellipse（绘制一个椭圆）、rect（创建矩形路径）等接口绘制基础形状

@Entry
@Component
struct CanvasExample2 {
  //用来配置CanvasRenderingContext2D对象和OffscreenCanvasRenderingContext2D对象的参数，包括是否开启抗锯齿。true表明开启抗锯齿
  private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true)
  private context: CanvasRenderingContext2D = new CanvasRenderingContext2D(this.settings)
  //用来创建OffscreenCanvasRenderingContext2D对象，width为离屏画布的宽度，height为离屏画布的高度。通过在canvas中调用OffscreenCanvasRenderingContext2D对象来绘制。
  private offContext: OffscreenCanvasRenderingContext2D = new OffscreenCanvasRenderingContext2D(600, 600, this.settings)

  build() {
    Flex({ direction: FlexDirection.Column, alignItems: ItemAlign.Center, justifyContent: FlexAlign.Center }) {
      Canvas(this.context)
        .width('100%')
        .height('100%')
        .backgroundColor('#F5DC62')
        .onReady(() =>{
          //绘制矩形
          this.context.beginPath();
          this.context.rect(100, 50, 100, 100);
          this.context.stroke();
          //绘制圆形
          this.context.beginPath();
          this.context.arc(150, 250, 50, 0, 6.28);
          this.context.stroke();
          //绘制椭圆
          this.context.beginPath();
          this.context.ellipse(150, 450, 50, 100, Math.PI * 0.25, Math.PI * 0, Math.PI * 2);
          this.context.stroke();
        })
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

4.2 文本绘制

可以通过fillText（绘制填充类文本）、strokeText（绘制描边类文本）等接口进行文本绘制。

@Entry
@Component
struct CanvasExample2 {
  //用来配置CanvasRenderingContext2D对象和OffscreenCanvasRenderingContext2D对象的参数，包括是否开启抗锯齿。true表明开启抗锯齿
  private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true)
  private context: CanvasRenderingContext2D = new CanvasRenderingContext2D(this.settings)
  //用来创建OffscreenCanvasRenderingContext2D对象，width为离屏画布的宽度，height为离屏画布的高度。通过在canvas中调用OffscreenCanvasRenderingContext2D对象来绘制。
  private offContext: OffscreenCanvasRenderingContext2D = new OffscreenCanvasRenderingContext2D(600, 600, this.settings)

  build() {
    Flex({ direction: FlexDirection.Column, alignItems: ItemAlign.Center, justifyContent: FlexAlign.Center }) {
      Canvas(this.context)
        .width('100%')
        .height('100%')
        .backgroundColor('#F5DC62')
        .onReady(() =>{
          //绘制填充类文本
          this.context.font = '50px sans-serif';
          this.context.fillText("Hello World!", 50, 100);
          //绘制描边类文本
          this.context.font = '55px sans-serif';
          this.context.strokeText("Hello World!", 50, 150);
        })
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

4.3 绘制图片和图像像素信息处理

@Entry
@Component
struct GetImageData {
  private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true)
  private context: CanvasRenderingContext2D = new CanvasRenderingContext2D(this.settings)
  private offContext: OffscreenCanvasRenderingContext2D = new OffscreenCanvasRenderingContext2D(600, 600, this.settings)
  private img:ImageBitmap = new ImageBitmap("1702344909275.jpg")

  build() {
    Flex({ direction: FlexDirection.Column, alignItems: ItemAlign.Center, justifyContent: FlexAlign.Center }) {
      Canvas(this.context)
        .width('100%')
        .height('100%')
        .backgroundColor('#F5DC62')
        .onReady(() =>{
          // 使用drawImage接口将图片画在（0，0）为起点，宽高130的区域
          this.offContext.drawImage(this.img,0,0,130,130);
          // 使用getImageData接口，获得canvas组件区域中，（50，50）为起点，宽高130范围内的绘制内容
          let imagedata = this.offContext.getImageData(50,50,130,130);
          // 使用putImageData接口将得到的ImageData画在起点为（150， 150）的区域中
          this.offContext.putImageData(imagedata,150,150);
          // 将离屏绘制的内容画到canvas组件上
          let image = this.offContext.transferToImageBitmap();
          this.context.transferFromImageBitmap(image);
        })
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

4.4 其他方法

Canvas中还提供其他类型的方法。渐变（CanvasGradient对象）相关的方法：createLinearGradient（创建一个线性渐变色）、createRadialGradient（创建一个径向渐变色）等。

Canvas的createRadialGradient方法用于创建一个径向渐变色。

语法：

createRadialGradient(x0, y0, r0, x1, y1, r1)

参数说明：

• x0：渐变的起始圆的x坐标
• y0：渐变的起始圆的y坐标
• r0：渐变的起始圆的半径
• x1：渐变的结束圆的x坐标
• y1：渐变的结束圆的y坐标
• r1：渐变的结束圆的半径

@Entry
@Component
struct GetImageData {
  private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true)
  private context: CanvasRenderingContext2D = new CanvasRenderingContext2D(this.settings)
  private offContext: OffscreenCanvasRenderingContext2D = new OffscreenCanvasRenderingContext2D(600, 600, this.settings)
  private img:ImageBitmap = new ImageBitmap("1702344909275.jpg")

  build() {
    Flex({ direction: FlexDirection.Column, alignItems: ItemAlign.Center, justifyContent: FlexAlign.Center }) {
      Canvas(this.context)
        .width('100%')
        .height('100%')
        .backgroundColor('#F5DC62')
        .onReady(() =>{
          //创建一个径向渐变色的CanvasGradient对象
          let grad = this.context.createRadialGradient(200,200,50, 200,200,200)
          //为CanvasGradient对象设置渐变断点值，包括偏移和颜色
          grad.addColorStop(0.0, '#E87361');
          grad.addColorStop(0.5, '#FFFFF0');
          grad.addColorStop(1.0, '#BDDB69');
          //用CanvasGradient对象填充矩形
          this.context.fillStyle = grad;
          this.context.fillRect(0, 0, 400, 400);
        })
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

5.场景示例

5.1 规则基础形状绘制

@Entry
@Component
struct ClearRect {
  private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true);
  private context: CanvasRenderingContext2D = new CanvasRenderingContext2D(this.settings);

  build() {
    Flex({ direction: FlexDirection.Column, alignItems: ItemAlign.Center, justifyContent: FlexAlign.Center }) {
      Canvas(this.context)
        .width('100%')
        .height('100%')
        .backgroundColor('#F5DC62')
        .onReady(() =>{
          // 设定填充样式，填充颜色设为蓝色
          this.context.fillStyle = '#0097D4';
          // 以(50, 50)为左上顶点，画一个宽高200的矩形
          this.context.fillRect(50,50,200,200);
          // 以(70, 70)为左上顶点，清除宽150高100的区域
          this.context.clearRect(70,70,150,100);
        })
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
  }
}

5.2 不规则图形绘制

@Entry
@Component
struct Path2d {
  private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true);
  private context: CanvasRenderingContext2D = new CanvasRenderingContext2D(this.settings);

  build() {
    Row() {
      Column() {
        Canvas(this.context)
          .width('100%')
          .height('100%')
          .backgroundColor('#F5DC62')
          .onReady(() =>{
            // 使用Path2D的接口构造一个五边形
            let path = new Path2D();
            path.moveTo(150, 50);
            path.lineTo(50, 150);
            path.lineTo(100, 250);
            path.lineTo(200, 250);
            path.lineTo(250, 150);
            path.closePath();
            // 设定填充色为蓝色
            this.context.fillStyle = '#0097D4';
            // 使用填充的方式，将Path2D描述的五边形绘制在canvas组件内部
            this.context.fill(path);
          })
      }
      .width('100%')
    }
    .height('100%')
  }
}

写在最后

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