Javascript API für HTML Canvas

Beispiel, Example Malen im Canvas wie mit einem Pinsel

HTML canvas ist eine Zeichenfläche, die im Markup mit einem leeren canvas-Tag angelegt und mit JavaScript on the Fly mit Formen, Linien, Farben und Verläufen gefüllt wird. Das Bild im Canvas ist eine Bitmap und keine Vektorgrafik wie SVG.

Die Zeichnung auf dem Canvas ist kein Teil des DOM und kann keine klickbaren Bereiche enthalten (keine Links oder Maps, keine Positionsangaben). Bilder in einem Canvas können nicht wie SVG-Grafiken verlustfrei vergrößert und verkleinert werden.

Wozu also eine weitere Technik für Grafik, wo wir schon SVG haben?

Das Canvas-API besticht durch seine hohe Performance, da es sich die einzelnen Elemente der Zeichnung nicht merken muss. Javascript für Canvas ist Hardware-beschleunigt und vor allem für schnelle Animationen, Spiele und fürs Zeichnen bestimmt.

Freihandzeichnen und Malen mit Canvas

Zu den Kunststücken, die sich mit einem Canvas umsetzen lassen, gehören Zeichnen und Malen in Anwendungen und auf der Webseite im Browser.

Beispiel: Malen auf dem Canvas wie mit einem dicken Pinsel.

<canvas id="paintitblack" width="800" height="400"></canvas>

<script>
(function () {
var el = document.getElementById('paintitblack');
var ctx = el.getContext('2d');
var isDrawing;

el.onmousedown = function(e) {
  isDrawing = true;
  ctx.moveTo(e.clientX, e.clientY);
};
el.onmousemove = function(e) {
  if (isDrawing) {
    ctx.lineTo(e.clientX, e.clientY);
    ctx.stroke();
  }
};
el.onmouseup = function() {
  isDrawing = false;
};
})();
</script>

Canvas = Bitmap

Die einzelnen Frames oder die Pixel eines im Canvas erzeugten Bildes lassen sich als Bildmap-Bild in PNG oder JPEG speichern. Da hätten wir auch schon einen handfesten Grund für den Einsatz von Canvas: CSS und SVG können Bilder verändern, aber nicht als Bitmap speichern.

Mehr zu SVG oder HTML canvas?

<canvas id="canvas" width="600" height="200">
</canvas>

Javascript canvas ist auch Bestandteil von ePub3, dem Standard für eBooks.

Canvas Attribute und Funktionen

Javascript kann die HTML-Attribute des canvas-Tags programmatisch ändern – nicht anders als bei jedem HTML-Element. Das HTML canvas-Element selber ist Teil des DOMs – nicht aber sein Inhalt. Der Inhalt des canvas-Tags besteht aus Pixeln. Da gibt es keine Attribute, kein CSS.

Attribute/Funktionen

Beschreibung

width

Breite des canvas in Pixeln (default: 300)

height

Höhe des canvas in Pixeln (default: 150)

toDataURL(type)

Wandelt den Inhalt des canvas in ein statisches Bild um (image/png ist der Standard, den jeder Browser unterstützen muss)

getContext(ctxID)

Der Zeichen-Kontext des canvas-Elements

Anwendungen von Javascript canvas sind wahre Monster an Code: Ganz schön viel Arbeit.

p5*js Grafik-Library für Javascript, guter Einstieg für Grafiker und Webdesigner, ist einfach zu lernen, gut dokumentiert und ist in aktiver Entwicklung.

Javascript-Librarys für HTML Canvas vereinfachen die Programmierung: calebevans.me/projects/jcanvas

Zeichnen mit Javascript

Das Bild im Canvas entsteht durch eine Serie von Anweisungen, die Striche (stroke) und Füllungen (fill) erzeugen.

let canvas = document.getElementById('canvas');
if (canvas && canvas.getContext) {
   let ctx = canvas.getContext("2d");
   if (ctx) {
      ctx.beginPath();
      ctx.strokeStyle = "#000";
      ctx.lineWidth = 32;
      ctx.arc(182,182,160,0,2*Math.PI);
      ctx.stroke();
   }
}

Canvas zu Bitmap (PNG): toDataURL

toDataURL wandelt die Zeichnung in einem canvas in ein Bitmap-Bild um. PNG ist das sicherste Format.

let png = document.createElement("img");
png.src = canvas.toDataURL("image/png");
document.querySelector("#myimage").appendChild(png);

Die Zeichnungen in einem Canvas lassen sich nicht verlustfrei verkleinern und insbesondere nicht vergrößern wie SVG-Grafiken. So gesehen kann es Sinn machen, die Grafik im Canvas groß mit einem ausreichend hohen Potential für Bitmap-Grafiken anzulegen.

Ein HTML-canvas wird mit einfachem CSS responsive:

CSS für responsiven Canvas
.withcanvas canvas {
    display: block;
    width: 100%;
}
.withcanvas {
	position:relative;
	width:100%;
	margin-left: auto; margin-right: auto;
}
<div class="withcanvas" style="max-width:400px">
	<canvas id="rect" width="600" height="240"></canvas>
</div>



Canvas und Context

Javascript greift in drei Schritten auf den canvas zu:

  1. Einen Verweis auf das canvas-Element erzeugen
    let canvas = document.getElementById ('canvas');
  2. Den Zeichen-Zustand oder context setzen
    let ctx = canvas.getContext ("2d");
  3. Ein Element (Form, Pfad, …) zeichnen
let canvas = document.getElementById('canvas');
if (canvas && canvas.getContext) {
   let ctx = canvas.getContext("2d");
   if (ctx) {
      ctx.fillStyle = "#9FC0D0";
      ctx.fillRect(0,0,ctx.canvas.width, ctx.canvas.height);
                    ^         ^                 ^
                    |         |                 |
                    |         |                 Höhe der Füllung
                    |         Breite der Füllung
                    Ursprung des Canvas
    }
}
Aufbau den CANVAS mit Nullpunkt und Koordinatensystem
Bevor Javascript die canvas-Fläche füllt, ist ein canvas-Element schwarz und transparent.

Canvas kennt keinerlei Objekte – Javascript sieht den Inhalt eines Canvas nur als eine Serie von Pixeln.

Canvas Context

Jeder Context enthält einen Zustand – den Kontext der Zeichenfläche.

Eigenschaften des context

Beschreibung

fillStyle

Stil der Füllung: CSS-Farbe, Verlauf (Gradient), Muster (Pattern)

strokeStyle

Stil der Kontur: CSS-Farbe, Verlauf (Gradient), Muster (Pattern)

lineWidth

Breite der Kontur (default: 1)

lineCap

Rundung am Anfang und Ende eines Pfads / stroke

shadowColor

Schattenfarbe

shadowBlur

Weichzeichnung des Schattens

shadowOffsetX / shadowOffsetY

Abstand des Schattens

Der Zustand kann vom Script gespeichert und später wieder aktiviert werden: So entsteht eine History oder ein Protokoll des Zeichnungszustands. Die Zustände können in einem Stack gespeichert und später wieder abgerufen werden.

Der Drawing State verwaltet Eigenschaften des Canvas:

  • aktueller Wert von lineWidth, strokeStyle, fillStyle, lineCap usw.
  • aktuelle Transformations-Matrix
  • aktueller Clipping-Bereich

Drawing State ist keine History oder Protokoll, wie wir es z.B. von Photoshop kennen.

Der Drawing State konserviert nicht die Zeichnung, sondern Breite und Farbe von Konturen und die Füllung von Objekten!

Javascript context.save () und context.restore () speichern einen Zeichen-Zustand bzw. aktivieren einen älteren Zustand, um den Zeichnungszustand wieder herzustellen.

CANVAS yx0,0width, height