在HTML5的CANVAS上绘制椭圆的几种方法

时间：2016-02-29
　　HTML5中的Canvas并没有直接提供绘制椭圆的方法，下面是对几种绘制方法的总结。各种方法各有优缺，视情况选用。各方法的参数相同：


  • 　　context为Canvas的2D绘图环境对象，
  • 　　x为椭圆中心横坐标，
  • 　　y为椭圆中心纵坐标，
  • 　　a为椭圆横半轴长，
  • 　　b为椭圆纵半轴长。



　　参数方程法


　　该方法利用椭圆的参数方程来绘制椭圆
  1. //-----------用参数方程绘制椭圆---------------------
  2. //函数的参数x,y为椭圆中心；a,b分别为椭圆横半轴、
  3. //纵半轴长度，不可同时为0
  4. //该方法的缺点是，当linWidth较宽，椭圆较扁时
  5. //椭圆内部长轴端较为尖锐，不平滑，效率较低
  6. function ParamEllipse(context, x, y, a, b)
  7. {
  8.    //max是等于1除以长轴值a和b中的较大者
  9.    //i每次循环增加1/max，表示度数的增加
  10.    //这样可以使得每次循环所绘制的路径（弧线）接近1像素
  11.    var step = (a > b) ? 1 / a : 1 / b;
  12.    context.beginPath();
  13.    context.moveTo(x + a, y); //从椭圆的左端点开始绘制
  14.    for (var i = 0; i < 2 * Math.PI; i += step)
  15.    {
  16.       //参数方程为x = a * cos(i), y = b * sin(i)，
  17.       //参数为i，表示度数（弧度）
  18.       context.lineTo(x + a * Math.cos(i), y + b * Math.sin(i));
  19.    }
  20.    context.closePath();
  21.    context.stroke();
  22. };
复制代码

　　均匀压缩法


　　这种方法利用了数学中的均匀压缩原理将圆进行均匀压缩为椭圆，理论上为能够得到标准的椭圆.
  1. //------------均匀压缩法绘制椭圆--------------------
  2. //其方法是用arc方法绘制圆，结合scale进行
  3. //横轴或纵轴方向缩放（均匀压缩）
  4. //这种方法绘制的椭圆的边离长轴端越近越粗，长轴端点的线宽是正常值
  5. //边离短轴越近、椭圆越扁越细，甚至产生间断，这是scale导致的结果
  6. //这种缺点某些时候是优点，比如在表现环的立体效果（行星光环）时
  7. //对于参数a或b为0的情况，这种方法不适用
  8. function EvenCompEllipse(context, x, y, a, b)
  9. {
  10.    context.save();
  11.    //选择a、b中的较大者作为arc方法的半径参数
  12.    var r = (a > b) ? a : b;
  13.    var ratioX = a / r; //横轴缩放比率
  14.    var ratioY = b / r; //纵轴缩放比率
  15.    context.scale(ratioX, ratioY); //进行缩放（均匀压缩）
  16.    context.beginPath();
  17.    //从椭圆的左端点开始逆时针绘制
  18.    context.moveTo((x + a) / ratioX, y / ratioY);
  19.    context.arc(x / ratioX, y / ratioY, r, 0, 2 * Math.PI);
  20.    context.closePath();
  21.    context.stroke();
  22.    context.restore();
  23. };
复制代码


      下面的代码会出现线宽不一致的问题，解决办法：


　    均匀压缩法中把
　　context.stroke();　　context.restore();
　　改為
　　context.restore();　　context.stroke();
　　就可以

        三次贝塞尔曲线法一


　　三次贝塞尔曲线绘制椭圆在实际绘制时是一种近似，在理论上也是一种近似。 但因为其效率较高，在计算机矢量图形学中，常用于绘制椭圆，但是具体的理论我不是很清楚。 近似程度在于两个控制点位置的选取。这种方法的控制点位置是我自己试验得出，精度还可以.
  1. //---------使用三次贝塞尔曲线模拟椭圆1---------------------
  2. //此方法也会产生当lineWidth较宽，椭圆较扁时，
  3. //长轴端较尖锐，不平滑的现象
  4. function BezierEllipse1(context, x, y, a, b)
  5. {
  6.    //关键是bezierCurveTo中两个控制点的设置
  7.    //0.5和0.6是两个关键系数（在本函数中为试验而得）
  8.    var ox = 0.5 * a,
  9.        oy = 0.6 * b;

  11.    context.save();
  12.    context.translate(x, y);
  13.    context.beginPath();
  14.    //从椭圆纵轴下端开始逆时针方向绘制
  15.    context.moveTo(0, b);
  16.    context.bezierCurveTo(ox, b, a, oy, a, 0);
  17.    context.bezierCurveTo(a, -oy, ox, -b, 0, -b);
  18.    context.bezierCurveTo(-ox, -b, -a, -oy, -a, 0);
  19.    context.bezierCurveTo(-a, oy, -ox, b, 0, b);
  20.    context.closePath();
  21.    context.stroke();
  22.    context.restore();

  24. };
复制代码

　　三次贝塞尔曲线法二


　　这种方法是从StackOverFlow中一个帖子的回复中改变而来，精度较高，也是通常用来绘制椭圆的方法.
  1. //---------使用三次贝塞尔曲线模拟椭圆2---------------------
  2. //此方法也会产生当lineWidth较宽，椭圆较扁时
  3. //，长轴端较尖锐，不平滑的现象
  4. //这种方法比前一个贝塞尔方法精确度高，但效率稍差
  5. function BezierEllipse2(ctx, x, y, a, b)
  6. {
  7.    var k = .5522848,
  8.    ox = a * k, // 水平控制点偏移量
  9.    oy = b * k; // 垂直控制点偏移量

  11.    ctx.beginPath();
  12.    //从椭圆的左端点开始顺时针绘制四条三次贝塞尔曲线
  13.    ctx.moveTo(x - a, y);
  14.    ctx.bezierCurveTo(x - a, y - oy, x - ox, y - b, x, y - b);
  15.    ctx.bezierCurveTo(x + ox, y - b, x + a, y - oy, x + a, y);
  16.    ctx.bezierCurveTo(x + a, y + oy, x + ox, y + b, x, y + b);
  17.    ctx.bezierCurveTo(x - ox, y + b, x - a, y + oy, x - a, y);
  18.    ctx.closePath();
  19.    ctx.stroke();
  20. };
复制代码


　　光栅法


　　这种方法可以根据Canvas能够操作像素的特点，利用图形学中的基本算法来绘制椭圆。 例如中点画椭圆算法等。


　　其中一个例子是园友“豆豆狗”的一篇博文“HTML5 Canvas 提高班(一) —— 光栅图形学(1)中点画圆算法”。这种方法由于比较“原始”，灵活性大，效率高，精度高，但要想实现一个有使用价值的绘制椭圆的函数，比较复杂。比如，要当线宽改变时，算法就复杂一些。

      原文出自：Cloudy Waterman

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