OpenHarmony 實戰開發——ArkUI canvas組件

canvas 是 ArkUI 開發框架里的畫布組件，常用于自定義繪制圖形。因為其輕量、靈活、高效等優點，被廣泛應用于 UI 界面開發中。本期，我們將為大家介紹 ArkUI 開發框架中 canvas 組件的使用。

一、canvas 介紹

1.1 什么是 canvas？

在 Web 瀏覽器中，canvas 是一個可自定義 width、height 的矩形畫布，畫布左上角為坐標原點，以像素為單位，水平向右為 x 軸，垂直向下為 y 軸，畫布內所有元素都基于原點進行定位。如圖 1 所示，我們通過標簽，創建了一個 width= 1500px，height=900px 的空白畫布，我們還需要“畫筆”才能繪制圖形。canvas 采用輕量的逐像素渲染機制，以 JS 為“畫筆”直接控制畫布像素，從而實現圖形繪制。

圖 1 canvas 畫布

1.2Canvas 的“畫筆”

canvas 本身雖不具備繪制能力，但是提供了獲取“畫筆”的方法。開發者可通過 getContext(‘2d’) 方法獲取 CanvasRenderingContext2D 對象完成 2D 圖像繪制，或通過 getContext(‘webgl’) 方法獲取 WebGLRenderingContext 對象完成 3D 圖像繪制。

目前，ArkUI 開發框架中的 WebGL1.0 及 WebGL2.0 標準 3D 圖形繪制能力正在完善中，所以本文將著重介紹 2D 圖像的繪制。如圖 2 所示，是 CanvasRenderingContext2D 對象提供的部分 2D 圖像繪制方法，豐富的繪制方法讓開發者能高效地繪制出矩形、文本、圖片等。

圖 2 圖像繪制方法

除此之外，開發者還可以通過獲取 OffscreenCanvasRenderingContext2D 對象進行離屏繪制，繪制方法同上。當繪制的圖形比較復雜時，頻繁地刪除與重繪會消耗很多性能。這時，開發者可以根據自身的需求靈活選取離屏渲染的方式，首先通過創建 OffscreenCanvas 對象作為一個緩沖區，然后將內容繪制在 OffscreenCanvas 上，最后再將 OffscreenCanvas 繪制到主畫布上，以提高畫布性能，確保繪圖的質量。

二、canvas 基礎繪制方法

通過上節對 canvas 組件的基本介紹，相信大家對 canvas 組件已經有了一定的認識，下面我們將為大家實際演示 canvas 組件在 ArkUI 開發框架中的使用方法。ArkUI 開發框架參考了 Web 瀏覽器中 canvas 的設計，并在“類 Web 開發范式”及“聲明式開發范式”兩種開發范式中進行提供，接下來我們將分別介紹這兩種開發范式中 canvas 的繪制方法。

2.1 類 Web 開發范式中 canvas 的繪制方法

類 Web 開發范式，使用 HML 標簽文件進行布局搭建、CSS 文件進行樣式描述，并通過 JS 語言進行邏輯處理。目前，JS 語言的 canvas 繪圖功能已經基本上完善，下面我們將通過兩個示例，展示基于 JS 語言的 canvas 組件基礎使用方法。

2.1.1 矩形填充

CanvasRenderingContext2D 對象提供了 fillRect(x, y, width, height)方法，用于繪制一個填充的矩形。如圖 3 所示，在畫布內繪制了一個黑色的填充矩形，x 與 y 指定了在 canvas 畫布上所繪制的矩形的左上角（相對于原點）的坐標，width 和 height 則設置了矩形的尺寸。

圖 3 填充的矩形

示例代碼如下：

//創建一個width=1500px，height=900px的畫布
<!-- xxx.hml -->
<div><canvas ref="canvas" style="width: 1500px; height: 900px; "></canvas>
</div>

//xxx.js
export default {onShow() {const el =this.$refs.canvas;
//獲取2D繪制對象const ctx = el.getContext('2d');
//設置填充為黑色ctx.fillStyle = '#000000';
//設置填充矩形的坐標及尺寸ctx.fillRect(200, 200, 300, 300);}
}

2.1.2 縮放與陰影

CanvasRenderingContext2D 對象提供了 scale(x,y) 方法，參數 x 表示橫軸方向上縮放倍數，y 表示縱軸方向上縮放的倍數，值得注意的是縮放過程中定位也會被縮放。如圖 4 所示，是將上個示例中的填充矩形通過 scale(2,1.5) 縮放，并通過 shadowBlur 方法加上陰影后的效果。

圖 4 縮放與添加陰影后的效果

示例代碼如下：

//xxx.js
export default {onShow() {const el =this.$refs.canvas;const ctx = el.getContext('2d');
//設置繪制陰影的模糊級別ctx.shadowBlur = 80;ctx.shadowColor = 'rgb(0,0,0)';ctx.fillStyle = 'rgb(0,0,0)';// x Scale to 200%,y Scale to 150%ctx.scale(2, 1.5);ctx.fillRect(200, 200, 300, 300);}
}

2.2 聲明式開發范式中 canvas 的繪制方法

聲明式開發范式，采用 TS 語言并進行聲明式 UI 語法擴展，從組件、動效和狀態管理三個維度提供了 UI 繪制能力，目前已經提供了 canvas 組件繪制能力，但功能仍在完善中。下面我們將通過兩個示例展示聲明式開發范式中 canvas 組件的基礎使用方法。

2.2.1 圖片疊加

如圖 5 所示，是三張圖片疊加的效果，頂層的圖片覆蓋了底層的圖片。通過依次使用 drawImage(x,y, width, height) 方法設置圖片坐標及尺寸，后面繪制的圖片自動覆蓋原來的圖像，從而達到預期效果。

圖 5 圖片疊加

擴展的 TS 語言采用更接近自然語義的編程方式，讓開發者可以直觀地描述 UI 界面，示例代碼如下：

@Entry
@Component
struct IndexCanvas1 {private settings:RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true);
//獲取繪圖對象private ctx: RenderingContext = new RenderingContext(this.settings);
//列出所要用到的圖片private img:ImageBitmap = new ImageBitmap("common/bg.jpg");build() {Column() {//創建canvasCanvas(this.ctx).width(1500).height(900).border({color:"blue",width:1,}).backgroundColor('#ffff00')//開始繪制.onReady(() => {this.ctx.drawImage( this.img,400,200,540,300);this.ctx.drawImage( this.img,500,300,540,300);this.ctx.drawImage( this.img,600,400,540,300);})}.width('100%').height('100%')}
}

2.2.2 點擊創建線性漸變

如圖 6 所示，是一個線性漸變效果。基于 canvas 擴展了一個 Button 組件，通過點擊 “Click” 按鈕，觸發 onClick() 方法，并通過調用 createLinearGradient() 方法，繪制出了一個線性漸變色。

圖 6 圖片上添加文字

示例代碼如下：

@Entry
@Component
struct GradientExample {private settings: RenderingContextSettings = new RenderingContextSettings(true);private context: RenderingContext = new RenderingContext(this.settings);private gra: CanvasGradient = new CanvasGradient();build() {Column({ space: 5 })  {
//創建一個畫布Canvas(this.context).width(1500).height(900).backgroundColor('#ffff00 ')Column() {
//設置按鈕的樣式Button('Click').width(250).height(100).backgroundColor('#000000').onClick(() => {
//創建一個線性漸變色var grad = this.context.createLinearGradient(600, 200, 400, 750)grad.addColorStop(0.0, 'red');grad.addColorStop(0.5, 'white');grad.addColorStop(1.0, 'green');this.context.fillStyle = grad;this.context.fillRect(400, 200, 550, 550);})}.alignItems(HorizontalAlign.center)}}}

三、飛機大戰小游戲繪制實踐

如圖 7 所示，是一款”飛機大戰”小游戲，通過控制戰機的移動摧毀敵機。如何使用 ArkUI 開發框架提供的 canvas 組件輕松實現這個經典懷舊的小游戲？實現思路及關鍵代碼如下：

圖 7 飛機大戰小游戲

1. 首先列出游戲所用到的圖片

private imgList:Array<string> = ["xx.png","xx.png"…];

2. 將圖片渲染到 canvas 畫布上

let img:ImageBitmap = new ImageBitmap("圖片路徑（如common/images）/"+this.imgList[數組下標]);
this.ctx.drawImage( img,150/* x坐標*/,  150/* y坐標*/, 600/*寬*/, 600/*高*/)

3. 繪制背景圖片和戰機向下移動的效果

this.ctx.drawImage(this.bg, 0, this.bgY);
this.ctx.drawImage(this.bg, 0, this.bgY - 480);
this.bgY++ == 480 && (this.bgY = 0);

4. 使用 Math.round 函數隨機獲取敵機圖片并渲染到畫布上，并且改變敵機 y 軸坐標，使它向下運動。

Efight = Math.round(Math.random()*7);
//前七張為敵機圖片。
let img:ImageBitmap = new ImageBitmap("common/img"+this.imgList[Efight]);
this.ctx.drawImage(img, 0, this.Eheight + 50);//渲染敵機

5. 在頁面每隔 120s 出現一排子彈，之后減小或增大（x,y）軸的坐標達到子彈射出效果。

let i= 0;
setInterval(()=>{this.ctx.drawImage(this.bulImg1,image.x – 10 – (i *10) , image.x + (i *10))this.ctx.drawImage(this.bulimg2, this. bulImg1,image.x – (i *10) , i image.x + (i *10))this.ctx.drawImage(this.bulimg3, image.x + 10 + (i *10), image.x + (i *10))
i ++;
},120)

6. 使用 onTouch 方法獲取戰機移動位置，獲取拖動的坐標后重新設置戰機的圖片坐標，使戰機實現拖動效果。

.onTouch((event)=>{var offsetX = event.localX ||event.touches[0].localX;var offsetY = event.localY ||event.touches[0].localY;var w = this.heroImg[0].width,h = this.heroImg[0].height;var nx = offsetX - w / 2,ny = offsetY - h / 2;nx < 20 - w / 2 ? nx = 20 - w / 2 : nx > (this.windowWidth - w / 2 - 20) ? nx =(this.windowWidth - w / 2 - 20) : 0;ny < 0 ? ny = 0 : ny > (this.windowHeight - h / 2) ? ny = (this.windowHeight –h/2) : 0;this.hero.x = nx;this.hero.y = ny;this.hero.count = 2;

注：本示例引用了部分開源資源，感興趣的開發者可參考此開源資源，結合文中的實現思路補全代碼。

為了幫助到大家能夠更有效的學習OpenHarmony 開發的內容，下面特別準備了一些相關的參考學習資料：