Canvas学习系列二：Canvas的坐标系统
上一章内容中我们对canvas元素有了一个初步的认识，在接下来的章节中我们会慢慢学习canvas中图形的绘制；但是在绘制之前我们先来看看canvas中的坐标系统，因为这样我们才能知道绘制的图形放在什么位置。
比如：我们要在canvas画布的（100，100）这个位置绘制一个圆
看到这个要求顿时就懵逼了，(100, 100)在什么地方！！！
至于为什么会懵逼呢？是因为我们不知道canvas的坐标系统，那么我们就赶紧来了解Canvas中的坐标系统吧
在了解canvas坐标系统之前，我们先来看看其他的坐标系统
窗口坐标系统
窗口坐标是我们在Web页面中用到的坐标系统，与我们数学中的直角坐标系统有所不同；
通常窗口坐标系统的原点在屏幕（一般指浏览器）的左上角
直角坐标系统: 直角坐标系统中原点沿x轴向右方向为正值，反之为负值；原点沿y轴向上方向为正值，反之为负值。
窗口坐标系统: 窗口坐标系统与直角坐标系统都含有x轴，y轴，两轴的交点为坐标原点（0，0），原点沿x轴向右方向为正值，不同的是原点沿y轴方向向下为正值。
当然窗口坐标系统也是负值的，只是有些时候会跑到屏幕范围之外，另我们没有看到。
Canvas坐标系统
在canvas绘图环境对象中有一个与2d绘图环境对应的3d绘图环境，叫做WebGL，所以canvas坐标系统中包含3D绘图环境，不过我们现在只说2D绘图环境。
在2D绘图环境中的坐标系统，默认情况下是与窗口坐标系统相同，它以canvas的左上角为坐标原点，沿x轴向右为正值，沿y轴向下为正值。其中canvas坐标的单位都是 "px"。
然而Canvas的坐标系并不是固定的，我们可以对坐标系统进行评议放缩及旋转，我们成为坐标变换
- 平移：（translate）
- 缩放：（scale）
- 旋转：（rotate）
- 自定义变换方式
坐标系统的变换是Canvas中非常基本的功能，在这里我们不做过多的阐述，后面我们会详细讲解坐标系统的变换。
窗口坐标换为canvas坐标
HTML5应用程序是以事件来驱动的，浏览器通过事件对象传递给监听器的坐标是窗口坐标，开发者需要知道发生事件的点相对于canvas的位置，而不是相对于浏览器中的位置，所以必须进行转换
转换方法1：
//坐标转换 function windowToCanvas(canvas, x, y){ var canvasBox = canvas.getBoundingClientRect(); //获取canvas元素的边界框 return { x: (x - canvasBox.left)*(canvas.width/canvasBox.width), //对canvas元素大小与绘图表面大小不一致时进行缩放 y: (y - canvasBox.top)*(canvas.height/canvasBox.height) } }
转换方法2：利用 scrollLeft, clientLeft, offsetLeft属性
function windowToCanvas2(canvas, x, y){ return { x: x + document.body.scrollLeft - document.body.clientLeft - canvas.offsetLeft, y: y + document.body.scrollTop - document.body.clientTop - canvas.offsetTop } }
利用上述所说窗口坐标转换canvas坐标的方法，我们可以绘制一个鼠标辅助线的例子；
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>Title</title> <style> body { width: 100%; height: 100%; display: flex; justify-content: center; align-items: flex-start; } #canvas { border: 1px solid darkorange; } </style> </head> <body> <canvas id="canvas" width="600" height="300"></canvas> <script type="text/javascript"> window.addEventListener('load', loadCanvas); function loadCanvas(){ var canvas = document.getElementById('canvas'); if(!canvas.getContext){ return; } var context = canvas.getContext('2d'); //添加鼠标移动事件 canvas.addEventListener('mousemove', MouseMove); function MouseMove(e){ var location = windowToCanvas2(canvas, e.clientX, e.clientY); drawLines(location.x, location.y); } //绘制辅助线 function drawLines(x, y){ context.clearRect(0, 0, context.canvas.width, context.canvas.height); context.beginPath(); context.moveTo(x, 0); context.lineTo(x, context.canvas.height); context.stroke(); context.beginPath(); context.moveTo(0, y); context.lineTo(context.canvas.width, y); context.stroke(); context.font = '20pt Arial'; context.fillStyle = 'green'; var text = '(' + parseInt(x)+','+parseInt(y) + ')'; context.fillText(text, 20, 50); } } //坐标转换 function windowToCanvas(canvas, x, y){ var canvasBox = canvas.getBoundingClientRect(); //获取canvas元素的边界框 return { x: (x - canvasBox.left)*(canvas.width/canvasBox.width), //对canvas元素大小与绘图表面大小不一致时进行缩放 y: (y - canvasBox.top)*(canvas.height/canvasBox.height) } }
//方法2 function windowToCanvas2(canvas, x, y){ return { x: x + document.body.scrollLeft - document.body.clientLeft - canvas.offsetLeft, y: y + document.body.scrollTop - document.body.clientTop - canvas.offsetTop } } </script> </body> </html>
canvas绘制一个简单的坐标轴
虽然我们还没有学习canvas中图行的绘制，这里只是简单的展示一个例子。后面我们会慢慢学习canvas中图形的绘制，你就觉得绘制会如此的简单。
<!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>坐标轴</title> <style> html, body { margin: 0; padding: 0; } #canvas { margin: 100px; } </style> </head> <body> <canvas id="canvas"></canvas> <script type="text/javascript"> window.onload = function(){ var canvas = document.getElementById('canvas'); canvas.width = '400'; canvas.height = '300'; if(!canvas.getContext){ alert('当前浏览器不支持canvas'); return; } var context = canvas.getContext('2d'); context.translate(50,20); //绘制坐标轴的方法 function drawAxis(cxt){ var dx = 0, dy = 0, x = 0, y = 0, w = canvas.width, h = canvas.height; cxt.lineWidth = 2; cxt.strokeStyle = "green"; var textX = 0; var textY = 0; //绘制x轴 cxt.moveTo(x, y); cxt.lineTo(w, y); cxt.stroke(); //绘制数字 while (dx < w) { cxt.font = '12pt Arial'; cxt.fillStyle = 'red'; cxt.fillText(textY, dx, 0); textY+= 50; dx+=50; } //绘制y轴 cxt.moveTo(x, y); cxt.lineTo(x, h); cxt.stroke(); //绘制数字 while (dy < h) { cxt.font = '12pt Arial'; cxt.fillStyle = 'red'; cxt.fillText(textX, -30, dy); textX+= 50; dy+=50; } } drawAxis(context); }; </script> </body> </html>
总结：
在我们绘制图形之前，必须要搞清楚canvas的坐标系统，这样才能知道我们具体要在哪里绘制图形。
canvas的2D环境绘图坐标系统，原点（0，0）位于canvas元素的左上角顶点处，沿x轴向右为正值，沿y轴向下为正值，与我们数学中的直角坐标系是不同的，但是与我们的窗口坐标系（web页面的坐标）是相同的
canvas的坐标系统不是一直不变的，我们可以通过坐标变换来改变，后面章节我们会单独说到。
对canvas绘制图形感兴趣的同学，请持续关注后续更新，如有不对的地方也请指出并多多交流。
