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[文章]OpenHarmony 3.1 Beta 版本关键特性解析——ArkUI canvas组件

OpenHarmony开发者
2022-04-12 10:34:33
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OpenHarmonyCanvas组件
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（以下内容来自开发者分享，不代表 OpenHarmony 项目群工作委员会观点）

江英杰
华为技术有限公司

canvas 是 ArkUI 开发框架里的画布组件，常用于自定义绘制图形。因为其轻量、灵活、高效等优点，被广泛应用于 UI 界面开发中。本期，我们将为大家介绍 ArkUI 开发框架中 canvas 组件的使用。

一、canvas 介绍

1.1 什么是 canvas？

在 Web 浏览器中，canvas 是一个可自定义 width、height 的矩形画布，画布左上角为坐标原点，以像素为单位，水平向右为 x 轴，垂直向下为 y 轴，画布内所有元素都基于原点进行定位。如图 1 所示，我们通过 <canvas> 标签，创建了一个 width= 1500px，height=900px 的空白画布，我们还需要“画笔”才能绘制图形。canvas 采用轻量的逐像素渲染机制，以 JS 为“画笔”直接控制画布像素，从而实现图形绘制。


图 1 canvas 画布


1.2Canvas 的“画笔”

canvas 本身虽不具备绘制能力，但是提供了获取“画笔”的方法。开发者可通过 getContext('2d') 方法获取 CanvasRenderingContext2D 对象完成 2D 图像绘制，或通过 getContext('webgl') 方法获取 WebGLRenderingContext 对象完成 3D 图像绘制。

目前，ArkUI 开发框架中的 WebGL1.0 及 WebGL2.0 标准 3D 图形绘制能力正在完善中，所以本文将着重介绍 2D 图像的绘制。如图 2 所示，是 CanvasRenderingContext2D 对象提供的部分 2D 图像绘制方法，丰富的绘制方法让开发者能高效地绘制出矩形、文本、图片等。

图 2 图像绘制方法


除此之外，开发者还可以通过获取 OffscreenCanvasRenderingContext2D 对象进行离屏绘制，绘制方法同上。当绘制的图形比较复杂时，频繁地删除与重绘会消耗很多性能。这时，开发者可以根据自身的需求灵活选取离屏渲染的方式，首先通过创建 OffscreenCanvas 对象作为一个缓冲区，然后将内容绘制在 OffscreenCanvas 上，最后再将 OffscreenCanvas 绘制到主画布上，以提高画布性能，确保绘图的质量。

二、canvas 基础绘制方法

通过上节对 canvas 组件的基本介绍，相信大家对 canvas 组件已经有了一定的认识，下面我们将为大家实际演示 canvas 组件在 ArkUI 开发框架中的使用方法。ArkUI 开发框架参考了 Web 浏览器中 canvas 的设计，并在“类 Web 开发范式”及“声明式开发范式”两种开发范式中进行提供，接下来我们将分别介绍这两种开发范式中 canvas 的绘制方法。

2.1 类 Web 开发范式中 canvas 的绘制方法

类 Web 开发范式，使用 HML 标签文件进行布局搭建、CSS 文件进行样式描述，并通过 JS 语言进行逻辑处理。目前，JS 语言的 canvas 绘图功能已经基本上完善，下面我们将通过两个示例，展示基于 JS 语言的 canvas 组件基础使用方法。

2.1.1 矩形填充

CanvasRenderingContext2D 对象提供了 fillRect(x, y, width, height)方法，用于绘制一个填充的矩形。如图 3 所示，在画布内绘制了一个黑色的填充矩形，x 与 y 指定了在 canvas 画布上所绘制的矩形的左上角（相对于原点）的坐标，width 和 height 则设置了矩形的尺寸。

图 3 填充的矩形


示例代码如下：

  1. //创建一个width=1500px，height=900px的画布
  2. <!-- xxx.hml -->
  3. <div>
  4.   <canvas ref="canvas"></canvas>
  5. </div>
复制代码
  1. //xxx.js
  2. export default {
  3.   onShow() {
  4.     const el =this.$refs.canvas;
  5. //获取2D绘制对象
  6.     const ctx = el.getContext('2d');
  7. //设置填充为黑色
  8.     ctx.fillStyle = '#000000';
  9. //设置填充矩形的坐标及尺寸
  10.     ctx.fillRect(200, 200, 300, 300);
  11.   }
  12. }
复制代码

2.1.2 缩放与阴影

CanvasRenderingContext2D 对象提供了 scale(x,y) 方法，参数 x 表示横轴方向上缩放倍数，y 表示纵轴方向上缩放的倍数，值得注意的是缩放过程中定位也会被缩放。如图 4 所示，是将上个示例中的填充矩形通过 scale(2,1.5) 缩放，并通过 shadowBlur 方法加上阴影后的效果。

图 4 缩放与添加阴影后的效果


示例代码如下：

  1. //xxx.js
  2. export default {
  3.   onShow() {
  4.     const el =this.$refs.canvas;
  5.     const ctx = el.getContext('2d');
  6. //设置绘制阴影的模糊级别
  7.     ctx.shadowBlur = 80;
  8.     ctx.shadowColor = 'rgb(0,0,0)';
  9.     ctx.fillStyle = 'rgb(0,0,0)';
  10.     // x Scale to 200%,y Scale to 150%
  11.     ctx.scale(2, 1.5);
  12.     ctx.fillRect(200, 200, 300, 300);
  13.   }
  14. }
复制代码

2.2 声明式开发范式中 canvas 的绘制方法

声明式开发范式，采用 TS 语言并进行声明式 UI 语法扩展，从组件、动效和状态管理三个维度提供了 UI 绘制能力，目前已经提供了 canvas 组件绘制能力，但功能仍在完善中。下面我们将通过两个示例展示声明式开发范式中 canvas 组件的基础使用方法。

2.2.1 图片叠加

如图 5 所示，是三张图片叠加的效果，顶层的图片覆盖了底层的图片。通过依次使用 drawImage(x,y, width, height) 方法设置图片坐标及尺寸，后面绘制的图片自动覆盖原来的图像，从而达到预期效果。

图 5 图片叠加


扩展的 TS 语言采用更接近自然语义的编程方式，让开发者可以直观地描述 UI 界面，示例代码如下：

  1. @Entry
  2. @Component
  3. struct IndexCanvas1 {
  4.   private settings:RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true);
  5. //获取绘图对象
  6.   private ctx: RenderingContext = new RenderingContext(this.settings);
  7. //列出所要用到的图片
  8.   private img:ImageBitmap = new ImageBitmap("common/bg.jpg");
  9.   build() {
  10.     Column() {
  11.       //创建canvas
  12.       Canvas(this.ctx)
  13.         .width(1500)
  14.         .height(900)
  15.         .border({color:"blue",width:1,})
  16.         .backgroundColor('#ffff00')
  17.          //开始绘制
  18.         .onReady(() => {
  19.           this.ctx.drawImage( this.img,400,200,540,300);
  20.           this.ctx.drawImage( this.img,500,300,540,300);
  21.           this.ctx.drawImage( this.img,600,400,540,300);
  22.         })
  23.     }
  24.     .width('100%')
  25.     .height('100%')
  26.   }
  27. }
复制代码

2.2.2 点击创建线性渐变

如图 6 所示，是一个线性渐变效果。基于 canvas 扩展了一个 Button 组件，通过点击 “Click” 按钮，触发 onClick() 方法，并通过调用 createLinearGradient() 方法，绘制出了一个线性渐变色。

图 6 图片上添加文字


示例代码如下：

  1. @Entry
  2. @Component
  3. struct GradientExample {
  4.   private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true);
  5.   private context: RenderingContext = new RenderingContext(this.settings);
  6.   private gra: CanvasGradient = new CanvasGradient();
  7.   build() {
  8.     Column({ space: 5 })  {
  9. //创建一个画布
  10.       Canvas(this.context)
  11.         .width(1500)
  12.         .height(900)
  13.         .backgroundColor('#ffff00 ')
  14.       Column() {
  15. //设置按钮的样式
  16.         Button('Click').width(250).height(100).backgroundColor('#000000')
  17.           .onClick(() => {
  18. //创建一个线性渐变色
  19.             var grad = this.context.createLinearGradient(600, 200, 400, 750)
  20.             grad.addColorStop(0.0, 'red');
  21.             grad.addColorStop(0.5, 'white');
  22.             grad.addColorStop(1.0, 'green');
  23.             this.context.fillStyle = grad;
  24.             this.context.fillRect(400, 200, 550, 550);
  25.           })
  26.        }.alignItems(HorizontalAlign.center)
  27.      }
  28.    }
  29. }
复制代码

三、飞机大战小游戏绘制实践

如图 7 所示，是一款”飞机大战”小游戏，通过控制战机的移动摧毁敌机。如何使用 ArkUI 开发框架提供的 canvas 组件轻松实现这个经典怀旧的小游戏？实现思路及关键代码如下：

图 7 飞机大战小游戏


1. 首先列出游戏所用到的图片

  1. private imgList:Array<string> = ["xx.png","xx.png"…];
复制代码

2. 将图片渲染到 canvas 画布上

  1. let img:ImageBitmap = new ImageBitmap("图片路径（如common/images）/"+this.imgList[数组下标]);
  2. this.ctx.drawImage( img,150/* x坐标*/,  150/* y坐标*/, 600/*宽*/, 600/*高*/)
复制代码

3. 绘制背景图片和战机向下移动的效果

  1. this.ctx.drawImage(this.bg, 0, this.bgY);
  2. this.ctx.drawImage(this.bg, 0, this.bgY - 480);
  3. this.bgY++ == 480 && (this.bgY = 0);
复制代码

4. 使用 Math.round 函数随机获取敌机图片并渲染到画布上，并且改变敌机 y 轴坐标，使它向下运动。

  1. Efight = Math.round(Math.random()*7);
  2. //前七张为敌机图片。
  3. let img:ImageBitmap = new ImageBitmap("common/img"+this.imgList[Efight]);
  4. this.ctx.drawImage(img, 0, this.Eheight + 50);//渲染敌机
复制代码

5. 在页面每隔 120s 出现一排子弹，之后减小或增大（x,y）轴的坐标达到子弹射出效果。

  1. let i= 0;
  2. setInterval(()=>{
  3.   this.ctx.drawImage(this.bulImg1,image.x – 10 – (i *10) , image.x + (i *10))
  4.   this.ctx.drawImage(this.bulimg2, this. bulImg1,image.x – (i *10) , i image.x + (i *10))
  5.   this.ctx.drawImage(this.bulimg3, image.x + 10 + (i *10), image.x + (i *10))
  6. i ++;
  7. },120)
复制代码

6. 使用 onTouch 方法获取战机移动位置，获取拖动的坐标后重新设置战机的图片坐标，使战机实现拖动效果。

  1. .onTouch((event)=>{
  2.   var offsetX = event.localX ||event.touches[0].localX;
  3.   var offsetY = event.localY ||event.touches[0].localY;
  4.   var w = this.heroImg[0].width,
  5.       h = this.heroImg[0].height;
  6.   var nx = offsetX - w / 2,
  7.       ny = offsetY - h / 2;
  8.       nx < 20 - w / 2 ? nx = 20 - w / 2 : nx > (this.windowWidth - w / 2 - 20) ? nx =
  9.   (this.windowWidth - w / 2 - 20) : 0;
  10.   ny < 0 ? ny = 0 : ny > (this.windowHeight - h / 2) ? ny = (this.windowHeight –
  11.   h/2) : 0;
  12.      this.hero.x = nx;
  13.      this.hero.y = ny;
  14.      this.hero.count = 2;
复制代码

注：本示例引用了部分开源资源，感兴趣的开发者可参考此开源资源，结合文中的实现思路补全代码。（https://github.com/xs528/game）

以上就是本期全部内容，期待广大开发者能通过 canvas 组件绘制出精美的图形，更多 canvas 组件的详细使用方法，请参考文档进行学习：
https://developer.harmonyos.com/cn/docs/documentation/doc-references/js-components-canvas-canvas-0000000000621808

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