18.从零绘制图像

这一节我们可以开始制作一些真正漂亮的图像了,例如从创建像素开始制作自己的图像。

要创建一些像素,需要调用2D渲染上下文的createImageData 方法。通过传入宽度和高度,它会返回一个包含所有常规属性的ImageData对象:width、height和(最重要的)data。data属性所包含的CanvasPixelArray 将保存新的像素,此时它们是不可见的,因为它们都被设置为透明黑色。

在下一个例子中,我们将创建一个包含200×200透明像素区域的ImageData 对象,然后将它们全部修改成红色。

var imageData = context.createImageData(200, 200); 
var pixels = imageData.data; 

变量pixels仅用作访问CanvasPixelArray中的像素的快捷方式。

修改颜色值与查询颜色值一样简单:都是读写CanvasPixelArray中的颜色值。如果想将所有像素修改为红色,那么需要使用for循环语句遍历每一个像素。

var numPixels = imageData.width*imageData.height; 
for (var i = 0; i < numPixels; i++)
{
    pixels[i*4] = 255; // Red 
    pixels[i*4+1] = 0; // Green 
    pixels[i*4+2] = 0; // Blue 
    pixels[i*4+3] = 255; // Alpha
}; 

变量numPixels保存了ImageData对象中的像素个数,它就是for循环的执行次数。在每一次循环过程中,我们都使用一个简单算法给每个像素赋予颜色值。每个像素都有4个颜色值,所以将像素个数乘以4就能够得到该像素的红色颜色值在CanvasPixelArray中的索引位置。然后,就可以将红色颜色值设置为255(全色),绿色和蓝色设置为0,而阿尔法值设置为255,这样它就变成不透明的r。非常简单!

按照目前情况,我们所做的就是创建一个ImageData,然后将像素修改为红色。现在画布上还看不见任何效果,因为我们还没有将新像素画到上面。为此,我们需要调用2D渲染上下文的putImageData 方法。这个方法可以接受3个或7个参数:ImageData对象、绘制像素数据的原点坐标(x,y)、所谓脏矩形(dirty rectangle)的原点坐标(x,y),脏矩形的宽度和高度。在这个例子中,你暂时可以不考虑脏矩形的用途,它的作用只是定义ImageData对象中需要绘制的像素。

context.putImageData(imageData, 0, 0); 

这样会在画布原点绘制新的红色像素(参见图1)。

图1 从零开始创建和绘制像素

随机绘制像素

只有红色像素似乎太单调,让我们更进一步,绘制一些完全随机的颜色。这也很简单。

for (var i = 0; i < numPixels; i++) 
{
    pixels[i*4] = Math.floor(Math.random()*255); // Red 
    pixels[i*4+1] = Math.floor(Math.random()*255); // Green
    pixels[i*4+2] = Math.floor(Math.random()*255); // Blue 
    pixels[i*4+3] = 255; // Alpha
};
                        

通过修改前一个例子中设置颜色值的代码,我们可以插入0至255之间的随机数。我们仍然保持阿尔法值为255,否则有一些像素会变成透明的。注意,我们使用了Math.floor 来向下舍入产生的随机数(例如,150.456会变成150)。

结果,我们得到一些杂乱的像素点(参见图2)。

注意:Math.random可以产生0到1之间的随机小数.将它与另一个数字相乘,就可以得到0与该数字(乘数)之间的随机数。例如,Math.random()*255将得到0与255之间的一个随机数。

图2 随机设置在画布上绘制的像素的颜色

创建马赛克效果

但是,杂乱的像素并不是画布的最佳用途。那么创建一个马赛克效果呢?肯定更有意思一些。它的实现方法是,创建一个新像素区域,然后将它分割到一个栅格中,并为栅格每个片段设置随机颜色。最复杂的部分是计算出每个像素应该落到哪个片段,这样相同的片段就可以设置相同的颜色。在图3中,我们会看到每个片段实际上是由许多像素构成的。

图3
图3 将画布分割到像素片段栅格中

稍后,我会介绍如何计算出每个片段的像素。现在,先来做一些基础性工作。

var imageData = context.createImageData(500, 500);
var pixels = imageData.data; 

// Number of mosaic tiles 
var numTileRows = 4; 
var numTileCols = 4; 

// Dimensions of each tile 
var tileWidth = imageData.width/numTileCols; 
var tileHeight = imageData.height/numTileRows;

前两行代码现在你应该很熟悉了,它们创建了一个500×500像素的ImageData对象,然后将CanvasPixelArray保存在一个变量中。后面的代码是定义两个变量,用于声明像素区域划分的片段数,其中包括每行每列的马赛克数。从现在起,我们将片段称为块(tile),因为这个词更能说明它们的实际作用。最后两行代码是根据ImageData对象的尺寸和各行各列的块数计算出每个块的宽度和高度(以像素为单位)。

现在,我们有了足够信息,可以开始遍历这些块和修改像素的颜色值。

for (var r = 0; r < numTileRows; r++) 
{
    for (var c = 0; c < numTileCols; c++) 
    {
        // Set the pixel values for each tile 
        var red = Math.floor(Math.random()*255); 
        var green = Math.floor(Math.random()*255); 
        var blue = Math.floor(Math.random()*255); 
    };
}; 

这是一个嵌套循环,第一个循环遍历每一行的块,第二个循环遍历当前行的每一列块(参见图4左边的栅格)。每一个块都赋了新的颜色值,这些值都是0至255的随机数。到现在为止,所有代码都是非常基础的。

现在,在列循环中颜色值的下方,我们要声明另外两个循环:

 for (var tr = 0; tr < tileHeight; tr++)
{
    for (var tc = 0; tc < tileWidth; tc++){ };
}; 

根据之前计算的块尺寸,这些循环遍历的次数与每个块中的像素个数相同。变量tr和tc表示当前访问块的像素行(基于块的高度)和像素列(基于块的宽度)(参见图4右边的栅格)。在这个例子中,每一个块的宽和高都是125像素,所以tr将会循环125次,而在每一次循环中,tc将会再循环125次。

图4

图4 循环每一个块和块中每一个像素

然而,我们现在仍然还无法访问每一个块中的实际像素。我们现在得到的是所访问的块的行和列(变量r和c),以及你在该块中所处的像素的行和列(变量tr和tc)对于它们本身而言,这些变量并不足以用来访问CanvasPixelArray中的像素。为此,需要将它们转换为以0开始的像素位置坐标(x,y),就像是没有块存在时那样。将下面的代码添加到第二个循环中,然后我将解释会出现什么结果,这事实上是很简单的:

 var trueX = (c*tileWidth)+tc; 
var trueY = (r*tileHeight)+tr; 

这两个变量可以计算出像素的真实位置。例如,要计算x轴位置,首先要将当前块的列数(2)乘以每个块的宽度(125),这样就得到所访问块的左边缘的x坐标位置(2×125=250)。然后,再加上所访问的块中像素的列数(例如,10),这样就得到没有块时的x轴确切坐标(250+ 10= 260)。对y轴重复这个过程,就可以得到开始修改像素颜色值的位置坐标(x,y)。将下面的代码加到trueX和trueY的赋值语句后面:

var pos = (trueY*(imageData.width*4))+(trueX*4); 
pixels[pos] = red; 
pixels[pos+1] = green; 
pixels[pos+2] = blue; 
pixels[pos+3] = 255; 

这里并没有出现新代码,它只是访问像素的红色颜色值,然后使用之前设置的颜色值进行赋值。因为这里从0开始计算,所以必须将trueX和trueY减1。最后一步是将像素绘制到画布上,所以要将下面的putImageData调用放到4个循环之外:

context.putImageData(imageData, 0, 0); 

如果一切正常,画布上就会出现生动的马赛克效果(参见图5)。

图5 完成的马赛克效果

通过修改每行和每列的块数,还能创建出更有趣的效果(参见图6)。

图6 修改块的个数,创建出不同的马赛克效果
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发布时间:2013/2/3 14:28:57  阅读次数:6211

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