【GISER&&Painter】svg的那些事

一 什么是SVG

SVG（可缩放矢量图形），基于XML定义的二维图形描述文档。它拥有矢量特征：1）在缩放图像尺寸的过程中，图形质量高保真；2）保持交互性（可编辑/可选/可搜索）3）符合开放标准；

 

二 SVG和Canvas该选哪个？

2-1 特性优劣分析

下面的内容来自于https://docs.microsoft.com/en-us/previous-versions/windows/internet-explorer/ie-developer/samples/gg193983(v=vs.85)关于H5中svg和canvas的使用场景选择说明：

 

【主观因素】

 

　　z1）开发人员技术栈，如果开发人员对于图形学了解更多，而并非一个纯粹的web端开发，则有可能会倾向于选择canvas

 

　　z2）性能要求：从下图中可以看出，在屏幕范围扩大的变化下，SVG的性能比较稳定，和屏幕尺寸的相关度不强。所以在大屏幕处理非大批量数据时，可以考虑svg技术。但如果时在渲染要素量比较大的时候，就应当考虑canvas技术

 

【客观因素】

 

　　k1）高保真的复杂矢量文档

　　根据介绍，在Web端进行展示高保真的复杂矢量文档图形的时候，都需要保证在放大或者缩小数据时细节详情无损。一般对于建筑工程图纸/电子航空图纸/组织结构图/地图/生物结构图等场景来说，svg是我们的不二之选。

 

　　k2）静态图形细节优势

　　由于svg本身的保真特性，可以用svg格式替代png格式，作为高清图像加载在Web端。

 

　　k3）像素级别的图像处理

　　如果对于图像有细节处理的需求，例如需要创建复杂的视觉效果，例如三维场景建设/光照特效等。在遇到这些需求的时候，我们需要逐像素处理，这个时候我们会更倾向于选择canvas。

 

　　k4）数据的实时更新：在绘制大量的实时数据刷新渲染的场景下，我们应当考虑采用canvas作为渲染基础，因为将svg的渲染要素到DOM，并实现对应的场景效果的开销是远远大于canvas的离屏渲染的。我们利用canvas的成图效果，可以实现大量实时场景的构建和变化，类似于动画片的原理，而非直接操作DOM元素。

 

　　k5）图表：由于图表本身有以下几个特点：

　　　　a 图表数据是根据现有数据生成的；

　　　　b 用户需要和图表进行互动；

　　　　c 图表的样式是需要修改的；

 

　　综合以上三点，所以图表一般采用SVG创建。

2-2 图表和地图场景下的选择

【图表】

　　著名的图表组件库Echart中提供了两种渲染方式，SVG和Canvas，可以根据不同的需求进行渲染选择，总体上来说，开发者需要根据软硬件环境、数据量以及功能场景需求。具体可见：https://blog.csdn.net/WuLex/article/details/78828321；

 

【地图】

　　写到这里，我就想起了基于webgl的三维地图渲染原理，其中包括了mapbox和cesium这些知名的地图渲染引擎都是选择了canvas画布作为渲染核心，从而去实现复杂的地图需求。这与前面我们提到的高保真SVG构建地图矛盾吗？

　　当然不矛盾，我还能举出几个以SVG作为渲染技术实现的地图应用或者API，比如OpenLayers早期版本，osm的id编辑器等等，这些都是采用SVG作为渲染底层实现。

　　那么问题来了，为什么会有这些区别呢？

　　显而易见，这些选择完全取决于我们的业务场景：

　　　　1）对于mapbox/cesium这些三维渲染引擎而言，需要渲染大量的数据构建三维场景，其中场景计算庞大，需要高性能的计算方式（从上文的性能图片就能看出，canvas更适合）；

　　　　2）对于早期的Open Layers、osm的id编辑器来说，这些API的需求更侧重于前端某些矢量元素的编辑，而非整体场景的展现。而SVG适用于侧重交互/数据量一般的编辑场景。

　　综上所述，场景需求是决定我们技术方案选型的重要依据。

 

三 SVG的使用实例

3-1 在html中使用svg

　　1）svg外部文件【复杂图形】

　　引入方式：embed/object/iframe

 

　　(a) embed（仅适用于h5，可使用脚本）:

　　<embed src="circle1.svg" type="image/svg+xml" />

 

　　(b) object（普适，但不可使用脚本）:

　　<object data="circle1.svg" type="image/svg+xml"></object>

 

　　(c) iframe（仅适用于h5，可使用脚本）:

　　<iframe src="circle1.svg"></iframe>

 

　　2）自定义svg基础矢量图形<svg>标签

　　矩形/原型/椭圆/直线/多边形/曲线/路径/文本

　　<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1">

  　　　　<rect width="300" height="100" style="fill:rgb(0,0,255);stroke-width:1;stroke:rgb(0,0,0)"/>

　　</svg>

3-2  和svg交互操作实现

下图是一个SVG文件实例，从line3可以看到，svg标签中有一个固定属性viewBox，这是我们操作svg变换的主要属性。

 

 

 

我们可以把viewBox理解成为一个相机，我们通过相机镜头去观察图形，如果我们想要让镜头里显示图形rect的全景，我们需要设置镜头和图形之间的距离（假定镜头定焦），这样才能保证镜头视角里能够装下完整的图形rect。

viewBox=“x, y, width, height”，图示如下：

 

 

从图中我们能够很容易理解，viewBox其实类似于一个截图窗口，当我们定义的截图窗口截取了部分数据之后，就会将部分数据填充到整个svg范围内；同理，如果viewBox要大于svg元素尺寸时，可以在viewBox中展示img效果。

具体实现代码如下：

// func:获取当前svg的viewBox
function getCurrentVB () {
    let theSvgElement = theSvgObj.getSVGDocument().documentElement;
    vbCX = parseFloat(theSvgElement.viewBox.animVal.x);
    vbCY = parseFloat(theSvgElement.viewBox.animVal.y);
    vbCW = parseFloat(theSvgElement.viewBox.animVal.width);
    vbCH = parseFloat(theSvgElement.viewBox.animVal.height);
}

// func:平移svg
function svgMouseDown(evt){
    getCurrentVB(theSvgObj);
    panFlag = true;
    svgStartX = parseInt(evt.clientX);
    svgStartY = parseInt(evt.clientY);
}

function svgMouseMove(evt){

    if(panFlag){
        let theSvgElement = theSvgObj.getSVGDocument().documentElement;
        theSvgElement.setAttributeNS(null, 'style', 'cursor: move')
        svgMoveX = parseInt(evt.clientX) - svgStartX;
        svgMoveY = parseInt(evt.clientY) - svgStartY;
        vbCX = svgEndX - svgMoveX;
        vbCY = svgEndX - svgMoveY;
        theSvgElement.setAttributeNS(null, 'viewBox',vbCX + ' ' + vbCY + ' ' + vbCW + ' ' + vbCH);
    }

}

function svgMouseUp(evt){
    svgEndX = vbCX;
    svgEndY = vbCY;
    panFlag = false;
}

// func:缩放svg
function scrollSvgZoom(e){
    // 兼容火狐detail
    let down = e.wheelDelta?e.wheelDelta < 0:e.detail > 0;
    if(down){
        zoomOut();
    }else{
        zoomIn();
    }

}

function zoomIn(){
    if(zoomW > zoomStepSize * 2 && zoomH > zoomStepSize * 2 ){
        zoomVal += zoomStepSize;
        zoomTo('in');
    }
}

function zoomOut(){
    zoomVal -= zoomStepSize;
    if(zoomVal >= -zoomStepSize*11){
        zoomTo('out')
    }else{
        zoomVal = -zoomStepSize * 11;
    }

}

function zoomTo(flag){
    // 获取最新的viewBox
    getCurrentVB();

    if(flag === 'in'){
        zoomX = vbCX + zoomStepSize;
        zoomY = vbCY + zoomStepSize;
        zoomW = vbCW - zoomStepSize * 2;
        zoomH = vbCH - zoomStepSize * 2;
    }else{
        zoomX = vbCX - zoomStepSize;
        zoomY = vbCY - zoomStepSize;
        zoomW = vbCW + zoomStepSize * 2;
        zoomH = vbCH + zoomStepSize * 2;
    }

    let theSvgDocument = document.getElementById('svgPic').getSVGDocument();
    let theSvgElement = theSvgDocument.documentElement;

    theSvgElement.setAttributeNS(null, 'viewBox', zoomX+' '+zoomY+' '+zoomW+' '+zoomH);
    endZoom();
}

function endZoom(){
    svgEndX = vbCX;
    svgEndY = vbCY;
}