H5的Canvas绘图——使用fabricjs绘制一个可多选的随机9宫格
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- 📢本文作者：由webmote 原创
- 📢作者格言：新的征程，最近一直被测试拿捏，痛苦的挣扎中… 我们面对的不仅仅是技术还有人心，人心不可测，海水不可量，唯有技术，才是深沉黑夜中的一座闪烁的灯塔
序言
多年之前，使用过HTML5的原生Canvas进行绘图，还记得当时使用const context = canvas.getContext('2d');时的兴奋劲，为此曾经制作过一份非常详细的Canvas使用指南。只可惜最后没有坚持下去，走向大前端之路，兜兜转转，误入了后端之门，再也没有了当时的愉悦体验。
最近由于兴趣，又一次对H5的Canvas产生了兴趣，突然发现世界已经进化，有个非常易用的封装类库fabric js，这使用起来，简直又是一番全新体验,如果你也有兴趣，不妨一看瞧瞧…
1. Fabricjs 介绍
Fabric.js 是一个强大的 JavaScript 库，专门用于在 HTML5 Canvas 上进行图形和图像处理。它为开发者提供了一个简单而直观的 API，使得创建和操作复杂的图形变得更加容易。Fabric.js 的核心特点包括对象模型、事件系统、以及丰富的图形绘制功能。
🚩首先，Fabric.js 的对象模型允许开发者将 Canvas 中的每个图形元素视为一个独立的对象。这些对象可以是矩形、圆形、线条、文本等，用户可以通过简单的代码对它们进行创建、修改和删除。每个对象都具有属性，如位置、大小、颜色等，可以通过 API 进行访问和更改，从而实现动态交互。这比直接操作Canvas的原生API省劲太多了。
🚩🚩其次，Fabric.js 提供了一个强大的事件系统，支持鼠标和触摸事件。这使得用户能够与 Canvas 上的元素进行交互，例如拖动、缩放和旋转图形。通过监听事件，开发者可以为应用程序增加更多的交互性，比如图形的选中、高亮显示等。
🚩🚩🚩此外，Fabric.js 支持多种图形转换，如组图形、克隆图形和合并图形等功能，这使得在复杂场景中进行图形处理变得更加灵活。它还支持 SVG 文件的导入和导出，使得在不同平台之间共享和重用图形变得方便。
Fabric.js 还具备优秀的性能，能够高效渲染大量对象，适合用于游戏开发、数据可视化以及在线设计工具等应用场景。
总的来说，Fabric.js 是一个功能全面、易于使用的 Canvas 图形处理库，非常适合希望快速构建富互动图形应用的开发者。无论是初学者还是经验丰富的开发者，都能从中受益，轻松实现复杂的图形效果。
看一个简单的例子：
//生成fabric的canvas对象
const canvas = new fabric.Canvas('c');
//创建一个指定左上坐标，指定宽高，填充为蓝色的矩形框
const rect = new fabric.Rect({
left: 100,
top: 100,
fill: 'blue',
width: 150,
height: 100
});
//创建一个指定左上，半径50的圆，并填充为红色
const circle = new fabric.Circle({
left: 150,
top: 150,
radius: 50,
fill: 'red'
});
//把上面两个组合成一个组，并指定左上角
const group = new fabric.Group([rect, circle], {
left: 50,
top: 50
});
canvas.add(group);
上述代码绘制效果如下，默认可选择，可拖动：
2. 目标：多选9宫格
我们的绘制目标，理想的样子是这样的：
🦤目标： 一个随机值的9宫格
🎏功能：1.值随机出现，每次不一样； 2. 用户可以多选；3.选中时，选中的单元格围绕一个红色运动的线路。
🪄技术线路：作为一个练习，我们这里只选择fabricjs这条技术线路。
3. 解决随机问题
既然是9宫格，那么我们就按9来计算，分配9个数组对象，分别保存9个单元格的坐标，它们就是：
[0,0], [0,1], [0,2]
[1,0], [1,1], [1,2]
[2,0], [2,1], [2,2]
如果我们把给定的值，随机分发给这些格子，那么是不是就实现了随机分布？🙃
…
当然，为了9宫格好看些，我决定如果在值不够9个时，只在前几个内随机，这样空白的格子可以很好的集中在一起，看起来舒服些！
随机分配有好多方式，最简单的应该是采用Math.random()，在使用后发现它的随机排列是伪随机，就是下一次随机位置不变化，这太尴尬了。😂😂😂
好吧，那让我们来个抽牌游戏算法吧：
//洗牌
shuffle = function (arr) {
for (let i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
let temRandom = Math.floor(Math.random() * i);
var tmp = arr[i];
arr[i] = arr[temRandom];
arr[temRandom] = tmp;
}
return arr;
};
有了这个算法，那么结合我们的思路，就可以狂敲代码，满地打滚了!
来来来，小兄弟，让我们在键盘上来区礼乐崩坏！🧚🧚🧚
//来个坐标游戏类，我们让它完成随机单元格的输出
//原谅我，这里是原生js，并非ts!
class coordinateGame {
size;
positions;
constructor(values, size) {
this.size = size;
this.positions = [];
this.values = this.shuffle(values || []);
console.log(this.values);
for (var i = 0; i < 3; i++) {
for (var j = 0; j < 3; j++) {
var index = 3 * i + j;
var val = index >= this.values.length ? '' : this.values[index];
this.positions[index] = {
coordinate: [j, i],
selected: false,
value: val.toString(),
index: index,
};
}
}
}
//洗牌
shuffle = function (arr) {
for (let i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
let temRandom = Math.floor(Math.random() * i);
var tmp = arr[i];
arr[i] = arr[temRandom];
arr[temRandom] = tmp;
}
return arr;
};
findNextPos = function () {
var unSelectedPos = this.positions.filter((item) => !item.selected);
if (unSelectedPos.length == 0) return null;
var rtn = unSelectedPos[0];
rtn.selected = true;
return {
coordinate: [...rtn.coordinate],
value: rtn.value,
index: rtn.index,
};
};
}
4. 画出小格子
分析下小格子，不过是一个矩形框 + 文字 + 选择图标 而已，如果是采用 H5+ CSS，相信难不倒大家的。
使用fabricjs，也是灰常简单的!
让我们直接开撸 🐈🐈🐈
draw() {
//这里的canvas是fabricjs的canvas对象
var canvas = this.canvas;
//使用坐标游戏类获取位置
var rndPos = this.#game.findNextPos();
//如果需要给定选中值，那么我们浅浅的克隆下
const tmpAnswer = [...this.answer];
//9宫格绘制开始了，我们循环循环
while (rndPos) {
//根据返回的坐标，计算将要防止单元格的x坐标，y坐标
var x =
rndPos.coordinate[0] * this.#sw + span * (rndPos.coordinate[0] + 1);
var y =
rndPos.coordinate[1] * this.#sh + span * (rndPos.coordinate[1] + 1);
var selected = false;
//如果这个格子被选中，那么把选中集合内该值删除下（因为值可以重复...)
tmpAnswer.forEach((item, i) => {
if (item && item == rndPos.value) {
selected = true;
delete tmpAnswer[i]; //set undefined.
}
});
//颜色配置下，可以配置选中，未选中
var color = selected ? colors[2] : colors[1];
//绘制矩形框了， 因为按照分组来绘制的，所以坐标按照组的中心点
const rect = new fabric.Rect({
width: this.#sw,
height: this.#sh,
originX: 'center',
originY: 'center',
fill: rndPos.value != '' ? colors[1] : colors[0],
});
//绘制值，就在正中间
var text = new fabric.FabricText(rndPos.value, {
fontSize: 30,
originX: 'center',
originY: 'center',
fill: textColor,
});
//把矩形框和文字组合到一个组内
var group = new fabric.Group([rect, text], {
left: x,
top: y,
angle: 0,
});
//组的坐标可以进行设置的，我们按有无值配置为手，或者一般光标
group.hoverCursor = rndPos.value != '' ? 'pointer' : 'default';
//默认的选择框不需要，都配置下吧
group.lockMovementX = true;
group.lockMovementY = true;
group.selectable = false;
group.hasControls = false;
group.subTargetCheck = false;
//组可以设置任意属性，给它增加点额外的标签
//这里把上面的矩形都加进去了，因为我没找到可以方便遍历儿子的属性...
group.set({
data: rndPos.value,
selected: selected,
index: rndPos.index,
rect: rect,
});
//如果是选中，那么重新填充矩形框颜色，并且设定选定的图片
if (selected) {
rect.set({ fill: color });
if (this.#images.length > rndPos.index) {
var newImg = this.#images[rndPos.index];
newImg.set({
originX: 'left',
originY: 'top',
left: group.left + this.#sw - 20,
top: group.top,
angle: 20,
});
group.add(newImg);
console.log('group=',group.data, rndPos.Index, newImg,group)
}
}
//组对象增加到画布
canvas.add(group);
canvas.selectionColor = 'rgb(0,200,0)';
canvas.selection = false;
canvas.multiSelet = false;
canvas.defaultCursor = 'pointer';
//保持循环...
rndPos = this.#game.findNextPos();
}
//绘制
canvas.renderAll();
}
选择的事件需要单独增加，才有效果！
为了实现效果，我们为组对象定义了几个自定义属性，在fabricjs内，为对象定义属性非常简单，
直接使用set, get即可。
- selected： 标识组是否被用户选中
- data：组的值（即矩形上的文字）
- index：组的单元格索引
我们为整个画布增加鼠标按下事件。
this.canvas.on('mouse:down', (options) => {
//如果点击是组，那么我们就进行处理
if (options.target && options.target.type == 'group') {
var group = options.target;
//selected属性是我们自定义属性，不是对象固有的。
group.set({ selected: !group.get('selected') });
var selected = group.get('selected');
var val = group.get('data');
var index = group.get('index');
this.canvas.setActiveObject(group);
this.#refreshValue();
if (val != '') {
var color = selected ? colors[2] : colors[1];
group.rect.set({ fill: color });
if (this.#images.length > index) {
if (selected) {
var newImg = this.#images[index];
newImg.set({
originX: 'left',
originY: 'top',
left: group.left + this.#sw - 20,
top: group.top,
angle: 20,
});
group.add(newImg);
this.#animateDashedLine([
group.left + 2.5,
group.top - 2,
group.width - 1,
group.height + 2,
]);
} else {
group.remove(this.#images[index]);
this.#removeFlagLine();
}
}
}
}
});
选择图片我们采用了fabricjs内置的载入图片函数，由于是网络操作，因此该操作是个异步函数，加载时也会有延迟。
图片加载完成后，我们复制9份进行保存。 这里感觉fabricjs类库怪怪的，为啥不能复用图片对象呢？有大神知道吗？可以来告知下。
fabric.FabricImage.fromURL(this.#loadImage)
.then((newImg) => {
newImg.scale(0.1);
//图片进行简单矩阵过滤，使之变红
newImg.filters = [
new fabric.filters.ColorMatrix({
matrix: [
0, 0, 0, 0, 255, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0,
],
}),
];
newImg.applyFilters();
this.#img = newImg;
for (var i = 0; i < 9; i++) {
this.#images[i] = newImg.cloneAsImage();
}
})
.catch((err) => {
console.log(err);
});
5. 选中效果
这个纯属挑战自我了，就这么人任性。🐓🐓🐓
先说说实现思路， 短线使用矩形框来绘制，然后我们让矩形框的左上坐标发生移动，那么就实现了动画。
fabricjs很轻松帮助我们设定左上的坐标，我们只需要控制四个角的移动方向即可。
有些复杂的是，在矩形到角顶点时，需要进行旋转，然后继续运动。
动画的控制采用fabricjs封装的requestAnimFrame，其应该就是window对象的 requestAnimFrame，其按照显示器刷新率进行调用下一次的函数执行，记住，仅调用一次，特性和setTimeout一样。
来吧，展示：
// 定义动画函数
#animateDashedLine(rect) {
var canvas = this.canvas;
var l = rect[0];
var t = rect[1];
var w = rect[2];
var h = rect[3];
var step = 3;
//清理之前的线段，加了自定义属性 flag
var arr = canvas.getObjects();
for (var i = 0; i < arr.length; i++) {
if (arr[i].id == 'flag') {
canvas.remove(arr[i]);
break;
}
}
//这里之前是圆，不好看被替换后未改名称。
var circle = new fabric.Rect({
left: l,
top: t,
width: 10,
height: 2,
stroke: 'red',
fill: 'red',
id: 'flag',
});
canvas.add(circle);
canvas.bringObjectToFront(circle);
var currX = circle.left;
var currY = circle.top;
//运动算法实现，
var animate = () => {
currX = circle.left;
currY = circle.top;
if (currY <= t) {
if (currX >= l + w - circle.width) {
circle.set({
left: l + w,
top: currY + step,
angle: 90,
});
} else {
circle.set({
left: currX + step,
angle: 0,
});
}
} else if (currX >= l + w) {
if (currY >= t + h - circle.width) {
circle.set({
left: currX - step,
angle: 180,
top: t + h,
});
} else {
circle.set({
top: currY + step,
});
}
} else if (currY >= t + h) {
if (currX <= l + circle.width) {
circle.set({
top: t + h - circle.width,
left: l,
angle: 90,
});
} else {
circle.set({
left: currX - step,
});
}
} else {
if (currY <= t + circle.width) {
circle.set({
left: currX + step,
angle: 0,
top: t,
});
} else {
circle.set({
top: currY - step,
});
}
}
// 重新渲染画布
canvas.renderAll();
// 循环调用动画函数
this.#animateId = fabric.util.requestAnimFrame(animate);
};
// 启动动画
animate();
}
移除动画非常重要，要不然清理后会有残留。
//移除动画
#removeFlagLine() {
fabric.util.cancelAnimFrame(this.#animateId);
var arr = this.canvas.getObjects();
for (var i = 0; i < arr.length; i++) {
if (arr[i].id == 'flag') {
this.canvas.remove(arr[i]);
break;
}
}
}
6. 汇总定义为游戏类
上述零零散散的，不太好调用，我们采用类进行封装。
按照 randomWordGame命名，算作一个随机文字游戏吧，哈哈。
一些私有方法，我们采用#前缀，进行隐藏，避免外部调用。大致结构如下：
const colors = ['#e4e4e4', '#999', '#3a5985'];
const textColor = '#fff';
const bgColor = '#d5deef';
const span = 10;
class randomWordGame {
#h = 0;
#w = 0;
#sw = 0;
#sh = 0;
#images = [];
#loadImage = '';
#game = null;
#animateId = null;
#img = null;
constructor(divId, data, selectedValue, loadImage = '/imgs/selected.png') {
this.data = data || [];
this.answer = selectedValue || [];
this.canvas = new fabric.Canvas(divId, {
preserveObjectStacking: true,
backgroundColor: bgColor,
selectionColor: '#89AFE0',
selectionLineWidth: 1,
});
this.#h = this.canvas.getHeight() - span * 4;
this.#w = this.canvas.getWidth() - span * 4;
this.#sh = this.#h / 3.0;
this.#sw = this.#w / 3.0;
this.#images = [];
this.#loadImage = loadImage;
this.#game = new coordinateGame(data, 9);
this.#animateId = null;
this.#img = null;
this.canvas.on('mouse:down', (options) => {
//...
});
//load images
//fabric.FabricImage.fromURL(this.#loadImage)
}
init() {
if (this.#img) {
for (var i = 0; i < 9; i++) {
this.#images[i] = this.#img.cloneAsImage();
}
}
this.#game = new coordinateGame(this.data, 9);
this.canvas.remove(...this.canvas.getObjects())
}
draw() {
//...
}
//获取值
#refreshValue() {
}
// 定义动画函数
#animateDashedLine(rect) {
}
//移除动画
#removeFlagLine() {
}
}
7. 应用和效果
我们增加几个按钮，来测试下随机效果，以及点击看看。
调用变得异常简单了：
- 声明：
game = new randomWordGame('canvas', data, answer, '/imgs/selected.png'); - 初始化：
game.init(); - 绘制:
game.draw(); - 重新初始化：
设置属性，调用init和draw
import * as fabric from 'fabric';
import randomWordGame from './randomWordGame';
const data = ['1', 2, 2, '中华', '天', 15];
const answer = ['1', '2', '中华'];
var game = new randomWordGame('canvas', data, answer, '/imgs/selected.png');
game.init();
setTimeout(() => {
game.draw();
}, 1000);
//game.draw();
document.getElementById ("btn").addEventListener ("click", clickme, false);
function clickme() {
console.log(game.answer);
}
document.getElementById("btn2").addEventListener("click", clickme2, false);
function clickme2() {
game.data = ['我', 20, 2, '神么', '神', 15];
game.answer = ['我'];
game.init();
game.draw();
}
总结
确实，很久没有动手前端的东西了，都手生了，如果代码有哪里不规范的地方，希望大家不吝指教，我这里不胜感激！！！
当然也希望这些介绍能帮助到大家，让新手们对Fabricjs有所了解，产生兴趣，想动手，做一个有意思的开发者。
你学废了吗？
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