产品特色
编辑推荐
含金量高 前端精品内容荟萃,强化基础提升实战技能。
通俗易懂 语言风格轻松幽默,形象生动讲解枯燥知识。
系统学习 掌握前端高级技巧,清晰流畅学习进阶内容。
贴近读者 结合自身学习经历,文字极具温度不失严谨。
直击痛点 规避开发思维误区,精炼浓缩直指技术本质。
内容简介
全书共分为两大部分,首部分是Canvas基础内容,主要学习Canvas API语法,其中包括图形绘制、线条操作、文本操作、图片操作、变形操作、像素操作等各种基础API。第二部分是Canvas进阶内容,主要学习Canvas动画开发,包括事件操作、物理动画、边界检测、碰撞检测、高级动画等各种稀有技巧。
除了知识的讲解,教程还融入了大量的开发案例,并且更加注重实战编程思维的培养,为学习者提供一个流畅的学习思路。
作者简介
2011~2015就读于暨南大学信科院计算机科学与技术专业,从事前后端开发一年多,开发过绿叶学习网、广州智能工程研究会网站、大量在线应用工具,业余时间阅读大量国内外技术书籍。 现为绿叶学习网(http://www.lvyestudy.com)的站长,该网站用于分享自己在前后端开发中的一些经验,并且制作相关前后端开发的在线教程。这些在线教程在互联网引起广泛关注,极大受到网友推崇。本人编写过大量原创在线教程,每一个教程广受网友称赞与推崇。 ?
已经出版的两本书凭借抓实的内容、清晰的讲解,获得了广大读者的一致好评。
《Web前端开发精品课——HTML与CSS 基础教程》
《Web前端开发精品课 HTML与CSS进阶教程》
目录
目 录
第一部分 Canvas基础
第1章 Canvas概述
1.1 Canvas简介 1
1.1.1 Canvas是什么 1
1.1.2 Canvas与SVG 2
1.2 Canvas元素知识 3
1.2.1 Canvas元素 4
1.2.2 Canvas对象 5
第2章 直线图形
2.1 直线图形简介 8
2.2 直线 8
2.2.1 Canvas坐标系 8
2.2.2 直线的绘制 9
2.3 矩形 14
2.3.1 “描边”矩形 15
2.3.2 “填充”矩形 17
2.3.3 rect()方法 20
2.3.4 清空矩形 22
2.4 多边形 25
2.4.1 Canvas绘制箭头 25
2.4.2 Canvas绘制正多边形 26
2.4.3 五角星 29
2.5 训练题:绘制调色板 31
第3章 曲线图形
3.1 曲线图形简介 34
3.2 圆形简介 34
3.2.1 圆形 34
3.2.2 “描边”圆 35
3.2.3 “填充”圆 38
3.3 弧线 39
3.3.1 arc()画弧线 39
3.3.2 arcTo()画弧线 42
3.4 二次贝塞尔曲线 47
3.5 三次贝塞尔曲线 50
3.6 训练题:绘制扇形 53
第4章 线条操 作
4.1 线条操作 57
4.2 lineWidth属性 58
4.3 lineCap属性 60
4.4 lineJoin属性 63
4.5 setLineDash()方法 65
第5章 文本操作
5.1 文本操作简介 67
5.2 文本操作“方法” 68
5.2.1 strokeText()方法 68
5.2.2 fillText()方法 69
5.2.3 measureText()方法 71
5.3 文本操作“属性” 73
5.3.1 font属性 73
5.3.2 textAlign属性 74
5.3.3 textBaseline属性 76
第6章 图片操作
6.1 图片操作简介 79
6.2 绘制图片 79
6.2.1 drawImage(image , dx , dy) 80
6.2.2 drawImage(image , dx , dy ,
dw , dh) 83
6.2.3 drawImage(image , sx , sy ,
sw ,sh, dx , dy , dw , dh) 84
6.3 平铺图片 86
6.4 切割图片 89
6.5 深入图片操作 92
第7章 变形操作
7.1 变形操作简介 95
7.2 图形平移 96
7.2.1 translate()方法 96
7.2.2 clearRect()方法清空
Canvas 99
7.3 图形缩放 100
7.3.1 scale()方法 100
7.3.2 scale()方法的负作用 103
7.4 图形旋转 105
7.4.1 rotate()方法 105
7.4.2 改变旋转中心 108
7.5 变换矩阵 109
7.5.1 transform()方法 109
7.5.2 setTransform()方法 114
7.6 深入变形操作 116
7.7 训练题:绘制绚丽的图形 117
7.8 训练题:绘制彩虹 119
第8章 像素操作
8.1 像素操作简介 121
8.1.1 getImageData()方法 121
8.1.2 putImageData()方法 122
8.2 反转效果 123
8.3 黑白效果 126
8.4 亮度效果 130
8.5 复古效果 131
8.6 红色蒙版 133
8.7 透明处理 136
8.8 createImageData()方法 137
第9章 渐变与阴影
9.1 线性渐变 141
9.2 径向渐变 145
9.3 阴影 150
第10章 Canvas路径
10.1 路径简介 156
10.2 beginPath()方法和
closePath()方法 156
10.2.1 beginPath()方法 157
10.2.2 closePath()方法 160
10.3 isPointInPath()方法 165
第11章 Canvas状态
11.1 状态简介 168
11.2 clip()方法 168
11.3 save()方法和restore()方法 171
11.3.1 图形或图片剪切 172
11.3.2 图形或图片变形 174
11.3.3 状态属性的改变 176
第12章 其他应用
12.1 Canvas对象 178
12.1.1 Canvas对象属性 178
12.1.2 Canvas对象方法 180
12.2 globalAlpha属性 182
12.3 globalCompositeOperation
属性 183
12.4 stroke()和fill() 187
第二部分 Canvas进阶
第13章 事件操作
13.1 Canvas动画简介 191
13.2 鼠标事件 192
13.2.1 什么是鼠标事件 192
13.2.2 获取鼠标位置 192
13.3 键盘事件 195
13.3.1 什么是键盘事件 195
13.3.2 获取物体移动方向 195
13.4 循环事件 199
第14章 物理动画
14.1 物理动画简介 202
14.2 三角函数简介 203
14.2.1 什么是三角函数 203
14.2.2 Math.atan()与Math.
atan2() 204
14.3 三角函数应用 210
14.3.1 两点间的距离 210
14.3.2 圆周运动 212
14.3.3 波形运动 217
14.4 匀速运动 222
14.4.1 什么是匀速运动 222
14.4.2 速度的合成和分解 224
14.5 加速运动 227
14.5.1 什么是加速运动 227
14.5.2 加速度的合成和分解 231
14.6 重力 233
14.6.1 什么是重力 233
14.6.2 重力的应用 235
14.7 摩擦力 238
第15章 边界检测
15.1 边界检测简介 241
15.2 边界限制 242
15.3 边界环绕 245
15.4 边界生成 250
15.5 边界反弹 256
第16章 碰撞检测
16.1 碰撞检测简介 262
16.2 外接矩形判定法 262
16.3 外接圆判定法 271
16.4 多物体碰撞 275
16.4.1 排列组合 275
16.4.2 多物体碰撞 275
第17章 用户交互
17.1 用户交互简介 283
17.2 捕获物体 284
17.2.1 什么是捕获物体 284
17.2.2 捕获静止物体 285
17.2.3 捕获运动物体 287
17.3 拖拽物体 291
17.4 抛掷物体 297
第18章 高级动画
18.1 高级动画简介 306
18.2 缓动动画简介 306
18.3 缓动动画应用 313
18.4 弹性动画简介 317
18.5 弹性动画应用 323
第19章 Canvas游戏开发
19.1 Canvas游戏开发简介 327
19.2 Box2D简介 328
19.2.1 Box2D 328
19.2.2 Box2DWeb 328
19.3 HTML5游戏引擎 331
第20章 Canvas图表库
20.1 Canvas图表库简介 334
20.2 ECharts和HightCharts 336
《HTML5 Canvas交互式动画与游戏开发实战》 内容简介: 这本书是一本专为Web前端开发者打造的深度技术实战指南,聚焦于利用HTML5 Canvas API构建复杂、流畅、高交互性的动画和游戏。它不仅会讲解Canvas的基础绘图原理和常用API,更将深入探讨如何运用Canvas实现令人惊叹的视觉效果、响应式交互以及性能优化策略,帮助开发者从零开始,一步步掌握Canvas在现代Web应用中的强大潜力,特别是在游戏开发、数据可视化、富媒体展示等领域。 第一部分:Canvas基础与核心概念 Canvas入门与坐标系: 理解Canvas元素在HTML中的作用,以及如何通过JavaScript获取Canvas上下文。 深入剖析Canvas的绘图坐标系,包括原点、X轴、Y轴的方向,以及像素与坐标的关系。 学习如何设置Canvas的尺寸,并探讨不同设备分辨率下的适配问题。 讲解`CanvasRenderingContext2D`对象,这是进行所有Canvas绘图操作的入口,并介绍其主要方法和属性。 基本图形绘制: 直线与路径: 详细讲解`lineTo()`、`moveTo()`、`arc()`、`quadraticCurveTo()`、`bezierCurveTo()`等方法,学习如何构建复杂的路径。 矩形与圆形: 掌握`fillRect()`、`strokeRect()`、`clearRect()`、`arc()`等方法,并学习如何填充、描边和清除矩形及圆形。 颜色与样式: 深入研究`fillStyle`、`strokeStyle`属性,支持纯色、渐变(线性渐变`createLinearGradient()`和径向渐变`createRadialGradient()`)和图案填充(`createPattern()`)。 线段样式: 学习`lineWidth`、`lineCap`(`butt`、`round`、`square`)、`lineJoin`(`round`、`bevel`、`miter`)等属性,控制线段的粗细、端点和连接样式。 文本绘制: 掌握`fillText()`、`strokeText()`方法,设置`font`、`textAlign`(`start`、`end`、`center`、`left`、`right`)、`textBaseline`(`top`、`bottom`、`middle`、`alphabetic`、`hanging`)等属性,实现灵活的文本显示。 Canvas的图形变换: 平移(Translate): 学习`translate()`方法,理解它如何改变坐标系的原点。 缩放(Scale): 掌握`scale()`方法,实现图形的放大和缩小。 旋转(Rotate): 学习`rotate()`方法,理解它如何围绕原点旋转坐标系。 变换矩阵(Transform Matrix): 深入理解Canvas的变换矩阵工作原理,以及`setTransform()`和`transform()`方法如何进行更精密的变换组合。 保存与恢复状态: 讲解`save()`和`restore()`方法,学习如何保存和恢复Canvas的绘图状态(包括变换、颜色、样式等),这对于实现复杂的动画和避免状态污染至关重要。 图像操作: 加载与绘制图像: 学习如何使用`Image`对象加载外部图像,并通过`drawImage()`方法将其绘制到Canvas上。 图像裁剪与缩放: 掌握`drawImage()`方法的重载,实现对图像的局部裁剪和指定尺寸的缩放。 像素级操作: 讲解`getImageData()`、`putImageData()`、`createImageData()`方法,以及`ImageData`对象的结构(`data`属性),学习如何直接读取和修改Canvas上的像素数据,为图像滤镜、粒子系统等高级应用奠定基础。 图像合成(Compositing): 探索`globalCompositeOperation`属性,学习不同的合成模式(如`source-over`、`destination-over`、`lighter`、`xor`等),实现图层叠加、抠像等效果。 第二部分:HTML5 Canvas高级应用与交互 事件处理与用户交互: 鼠标事件: 详细讲解`click`、`mousedown`、`mouseup`、`mousemove`、`mouseover`、`mouseout`等事件在Canvas上的应用。 触摸事件: 介绍`touchstart`、`touchmove`、`touchend`事件,以及`TouchList`和`Touch`对象,实现移动设备上的交互。 坐标转换: 讲解如何将屏幕坐标(事件对象中的`clientX`/`clientY`)转换为Canvas内部坐标,是实现精确交互的关键。 区域拾取(Hit Testing): 学习如何判断用户点击的坐标是否落在一个特定的图形区域内,实现元素的选中、拖拽等功能。 拖拽功能实现: 从基本的鼠标按下、移动、释放事件链条,逐步构建一个健壮的拖拽组件,支持多个可拖拽对象。 动画原理与实现: 定时器动画: 讲解`setInterval()`和`setTimeout()`在Canvas动画中的局限性,以及它们如何导致动画不流畅。 `requestAnimationFrame`: 深入理解`requestAnimationFrame()`的工作机制,它如何与浏览器的渲染帧同步,实现平滑、高效的动画。 动画循环(Animation Loop): 构建一个标准的Canvas动画循环,包含更新状态、绘制帧、请求下一帧的流程。 缓动函数(Easing Functions): 介绍线性缓动、二次方缓动、弹性缓动等概念,并实现常用缓动函数的JavaScript代码,使动画效果更加自然生动。 状态管理: 讲解如何有效地管理动画过程中各个元素的状态(位置、大小、颜色、透明度等),为复杂动画提供结构。 粒子系统开发: 粒子对象结构: 定义一个基本的粒子对象,包含位置、速度、大小、颜色、生命周期等属性。 粒子创建与更新: 编写逻辑,根据设定的规则随机生成粒子,并更新每个粒子的状态(例如,模拟风力、引力、碰撞等)。 粒子渲染: 使用`fillRect()`或`drawImage()`方法将粒子绘制到Canvas上,并考虑粒子数量对性能的影响。 粒子发射器(Emitter): 构建一个粒子发射器,控制粒子的生成速率、方向、生命周期等参数,实现火焰、烟雾、星光等效果。 性能优化: 讨论如何优化粒子系统的性能,例如,只重绘发生变化的区域、合并绘制操作、使用对象池等。 Canvas性能优化技巧: 最小化重绘: 仅重绘画布上发生变化的部分,而不是每次都清空整个Canvas。 离屏Canvas(Offscreen Canvas): 使用不可见的Canvas作为缓冲区,预先绘制复杂的背景或静态元素,减少主Canvas的负担。 批量绘制: 将多个绘制操作合并成一次,减少Canvas上下文的调用次数。 `requestAnimationFrame`的合理使用: 避免在动画循环中执行不必要的耗时操作。 Canvas脏矩形(Dirty Rectangles): 概念性介绍,理解如何通过跟踪受影响的区域来优化渲染。 图片加载优化: 异步加载图片,并考虑图片缓存策略。 内存管理: 及时释放不再使用的Canvas对象和图像资源。 第三部分:Web前端中的Canvas游戏开发实战 游戏框架设计: 游戏主循环: 整合前面学到的动画循环,构建稳定可靠的游戏主循环。 游戏状态管理: 设计状态机(如:开始菜单、游戏进行中、暂停、游戏结束),管理游戏在不同状态下的逻辑。 场景管理: 学习如何创建和切换不同的游戏场景(如:主菜单、关卡一、关卡二)。 资源加载与管理: 编写资源加载器,统一管理游戏所需的图片、音频等资源。 游戏元素设计与实现: 游戏角色: 设计玩家角色、敌人等游戏对象,包含其属性(位置、速度、生命值、动画帧等)和行为(移动、攻击、受伤)。 碰撞检测: 实现不同几何形状(矩形、圆形)之间的碰撞检测算法,这是游戏交互的核心。 游戏物理模拟: 引入简单的物理引擎概念,模拟重力、加速度、惯性等,使游戏角色运动更真实。 游戏UI设计: 使用Canvas绘制游戏得分、生命值、道具栏等UI元素。 具体游戏案例开发: 经典平台跳跃游戏: 实现角色控制(跳跃、左右移动)。 设计关卡地图,实现平台碰撞检测。 添加敌人AI,实现简单的巡逻和追击。 实现道具拾取和生命值系统。 射击类小游戏: 实现射击逻辑,生成子弹。 实现敌人生成与移动。 处理子弹与敌人的碰撞。 添加得分和游戏结束条件。 益智类小游戏(如:俄罗斯方块、推箱子): 实现游戏棋盘逻辑。 设计游戏元素(方块、箱子)的生成、移动和旋转。 处理游戏规则(消除、推动)。 与JavaScript框架/库的结合(可选): 简单介绍如何将Canvas与React, Vue等现代前端框架结合使用,管理Canvas组件的生命周期和状态。 提及一些优秀的Canvas库(如PixiJS, Phaser等)的功能,以及何时考虑使用它们来加速开发。 第四部分:Canvas的更多可能性与未来 Canvas在数据可视化中的应用: 绘制图表(柱状图、折线图、饼图)。 实现交互式数据探索。 动态数据更新与渲染。 WebGL与Canvas的协同: 简要介绍WebGL,它是在Canvas基础上实现的3D图形渲染API。 讨论何时选择Canvas,何时选择WebGL,以及两者可能的结合方式。 Canvas的性能调优深入研究: 更高级的像素操作技巧。 多线程Canvas(Web Workers)的应用。 GPU加速的Canvas绘图(通过WebGL)。 Canvas的未来发展趋势: Canvas API的不断演进。 在游戏、AR/VR、教育等领域的更广泛应用。 与其他Web技术的融合。 本书特色: 实战导向: 理论与实践紧密结合,通过大量的代码示例和完整的案例,让读者快速掌握Canvas的各项技能。 循序渐进: 从基础概念到高级应用,层层递进,即使是Canvas新手也能轻松上手,并逐步深入。 技术深度: 深入剖析Canvas的工作原理,讲解性能优化技巧,帮助开发者构建高性能、高质量的Canvas应用。 游戏开发视角: 特别关注Canvas在游戏开发中的应用,提供丰富的游戏元素设计、碰撞检测、动画实现等实战经验。 前沿技术: 涵盖了HTML5 Canvas的最新特性和发展趋势,帮助开发者紧跟技术潮流。 本书将带领您进入一个充满无限可能的Canvas世界,无论是想要制作酷炫的网页动画,还是开发一款独立的Web小游戏,亦或是进行复杂的数据可视化呈现,《HTML5 Canvas交互式动画与游戏开发实战》都将是您不可或缺的宝贵资源。