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JavaScript Canvas 2D上下文变换:实现图形旋转与整体视图控制

聖光之護

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发布时间:2025-10-13 12:36:02

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来源于php中文网

原创

JavaScript Canvas 2D上下文变换:实现图形旋转与整体视图控制

本教程详细讲解如何利用javascript canvas 2d上下文的变换功能,如translate、rotate、save和restore,实现页面元素的旋转与整体视图的灵活控制。通过改变绘图坐标系,开发者可以轻松地旋转图像、文本等内容,模拟“屏幕”旋转效果,为交互式web应用提供强大的视觉表现力。

1. 理解Canvas 2D上下文变换

当我们在HTML canvas元素上绘图时,实际上是在操作其2D渲染上下文(CanvasRenderingContext2D)。这个上下文维护着一个当前的变换矩阵,它决定了所有后续绘图操作的坐标系。通过修改这个矩阵,我们可以实现平移(translate)、旋转(rotate)、缩放(scale)等效果,而无需手动计算每个元素的最终坐标。这对于实现复杂的图形布局和动画效果至关重要,尤其是在需要模拟整个“屏幕”或特定区域旋转的场景下。

2. 核心变换方法

Canvas 2D上下文提供了一系列方法来操作其变换矩阵:

  • ctx.save(): 保存当前上下文的状态,包括当前的变换矩阵、填充样式、描边样式等所有绘图属性。这在执行一系列临时变换之前非常有用,以便之后可以恢复到之前的状态。
  • ctx.translate(x, y): 将当前坐标系的原点移动到(x, y)。这意味着所有后续的绘图操作都将相对于这个新原点进行。例如,ctx.fillRect(0, 0, w, h) 在 translate(x, y) 之后,实际上会在屏幕的 (x, y) 位置绘制矩形。
  • ctx.rotate(angle): 旋转当前坐标系。angle参数以弧度表示。正值表示顺时针旋转,负值表示逆时针旋转。旋转是围绕当前坐标系的原点进行的。
  • ctx.restore(): 恢复到最近一次 ctx.save() 所保存的上下文状态。这会撤销所有在 save() 和 restore() 之间进行的变换和属性更改。

3. 实践:旋转画布上的元素

下面是一个具体的示例,展示如何在一个Canvas上绘制一个旋转的矩形。我们将利用 translate 将矩形移动到指定位置,然后利用 rotate 使其围绕自身中心旋转。

HTML结构

首先,在HTML中创建一个canvas元素,并设置onload事件来初始化绘图:

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    Canvas 元素旋转示例
    


    
    

代码解析

  1. canvas.getContext("2d"): 获取2D渲染上下文对象。
  2. ctx.save(): 在进行任何变换之前,保存当前的绘图状态。这允许我们在完成特定元素的绘制后,轻松地恢复到原始状态,避免影响后续的绘图。
  3. ctx.translate(xCenter, yCenter): 将画布的绘图原点移动到我们希望矩形中心所在的 (xCenter, yCenter) 位置。
  4. ctx.rotate(rotationAngle): 围绕当前原点(即 (xCenter, yCenter))旋转坐标系。rotationAngle 需要是弧度值,通常将角度乘以 Math.PI / 180 进行转换。
  5. ctx.fillRect(width / -2, height / -2, width, height): 在旋转和平移后的新坐标系中绘制矩形。由于原点现在位于矩形的中心,所以矩形的左上角坐标需要设置为 (-width/2, -height/2),这样矩形才能以其中心为轴进行旋转。
  6. ctx.restore(): 恢复到 ctx.save() 时的状态。这会撤销 translate 和 rotate 操作,使后续的绘图回到原始的坐标系。

4. 整体视图旋转与注意事项

如果目标是旋转“整个屏幕”或Canvas上的所有内容,而不仅仅是单个元素,那么可以在绘制所有内容之前,对整个Canvas的上下文应用一次 translate 和 rotate。

function rotateWholeCanvasContent() {
    const canvas = document.getElementById("myCanvas");
    const ctx = canvas.getContext("2d");

    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height); // 清空画布

    const centerX = canvas.width / 2;
    const centerY = canvas.height / 2;
    const rotationAngle = 15 * Math.PI / 180; // 旋转15度

    ctx.save(); // 保存原始状态

    // 将原点移动到画布中心,以便围绕中心旋转
    ctx.translate(centerX, centerY);
    // 旋转整个坐标系
    ctx.rotate(rotationAngle);
    // 将原点移回左上角,但现在是旋转后的左上角
    ctx.translate(-centerX, -centerY);

    // 在这个旋转后的坐标系中绘制所有内容
    // 绘制一个图片
    const img = new Image();
    img.src = 'https://via.placeholder.com/100x75/0000FF/FFFFFF?text=Image'; // 示例图片路径
    img.onload = () => {
        ctx.drawImage(img, 50, 50, 100, 75); // 绘制图片
        ctx.fillStyle = "purple";
        ctx.font = "24px Arial";
        ctx.fillText("

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