HTML5 Canvas中绘制椭圆的4种方法

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本篇文章的具体介绍如下

概述

网页hTML5教程中的Canvas并没有直接提供绘制椭圆的实用具体的方法，下面是对几种绘制实用具体的方法的总结。各种实用具体的方法各有优缺，视情况选用。各实用具体的方法的具体参数相同：

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

具体参数方程法

该实用具体的方法利用椭圆的具体参数方程来绘制椭圆

复制具体代码具体代码如下:
//-----------用具体参数方程绘制椭圆---------------------
//数据库函数的具体参数x,y为椭圆中心；a,b分别为椭圆横半轴、
//纵半轴长度，不可同时为0
//该实用具体的方法的缺点是，当lineWidth较宽，椭圆较扁时
//椭圆内部长轴端较为尖锐，不平滑，效率较低
function ParamEllipse(context, x, y, a, b)
{
//max是等于1除以长轴值a和b中的较大者
//i每次循环增加1/max，表示度数的增加
//这样可以使得每次循环所绘制的路径（弧线）接近1像素
var step = (a > b) ? 1 / a : 1 / b;
context.beginPath();
context.moveTo(x a, y); //从椭圆的左端点开始绘制
for (var i = 0; i < 2 * Math.PI; i = step)
{
//具体参数方程为x = a * cos(i), y = b * sin(i)，
//具体参数为i，表示度数（弧度）
context.lineTo(x a * Math.cos(i), y b * Math.sin(i));
}
context.closePath();
context.stroke();
};

均匀压缩法

这种实用具体的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.下面的具体代码会出现线宽不一致的问题，解决办法看5楼simonleung的评论。

复制具体代码具体代码如下: </p> <p>//------------均匀压缩法绘制椭圆--------------------
//其实用具体的方法是用arc实用具体的方法绘制圆，结合scale进行
//横轴或纵轴方向缩放（均匀压缩）
//这种实用具体的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
//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
//这种缺点某些时候是优点，比如在表现环的立体具体效果（行星光环）时
//对于具体参数a或b为0的情况，这种实用具体的方法不适用
function EvenCompEllipse(context, x, y, a, b)
{
context.save();
//选择a、b中的较大者作为arc实用具体的方法的半径具体参数
var r = (a > b) ? a : b;
var ratioX = a / r; //横轴缩放比率
var ratioY = b / r; //纵轴缩放比率
context.scale(ratioX, ratioY); //进行缩放（均匀压缩）
context.beginPath();
//从椭圆的左端点开始逆时针绘制
context.moveTo((x a) / ratioX, y / ratioY);
context.arc(x / ratioX, y / ratioY, r, 0, 2 * Math.PI);
context.closePath();
context.stroke();
context.restore();
};

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。这种实用具体的方法的控制点位置是我自己试验得出，精度还可以.

复制具体代码具体代码如下:
//---------使用三次贝塞尔曲线模拟椭圆1---------------------
//此实用具体的方法也会产生当lineWidth较宽，椭圆较扁时，
//长轴端较尖锐，不平滑的现象
function BezierEllipse1(context, x, y, a, b)
{
//关键是bezierCurveTo中两个控制点的设置
//0.5和0.6是两个关键系数（在本数据库函数中为试验而得）
var ox = 0.5 * a,
oy = 0.6 * b;</p> <p> context.save();
context.translate(x, y);
context.beginPath();
//从椭圆纵轴下端开始逆时针方向绘制
context.moveTo(0, b);
context.bezierCurveTo(ox, b, a, oy, a, 0);
context.bezierCurveTo(a, -oy, ox, -b, 0, -b);
context.bezierCurveTo(-ox, -b, -a, -oy, -a, 0);
context.bezierCurveTo(-a, oy, -ox, b, 0, b);
context.closePath();
context.stroke();
context.restore();</p> <p>};

三次贝塞尔曲线法二

这种实用具体的方法是从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实用具体的方法.

复制具体代码具体代码如下:
//---------使用三次贝塞尔曲线模拟椭圆2---------------------
//此实用具体的方法也会产生当lineWidth较宽，椭圆较扁时
//，长轴端较尖锐，不平滑的现象
//这种实用具体的方法比前一个贝塞尔实用具体的方法精确度高，但效率稍差
function BezierEllipse2(ctx, x, y, a, b)
{
var k = .5522848,
ox = a * k, // 水平控制点偏移量
oy = b * k; // 垂直控制点偏移量</p> <p> ctx.beginPath();
//从椭圆的左端点开始顺时针绘制四条三次贝塞尔曲线
ctx.moveTo(x - a, y);
ctx.bezierCurveTo(x - a, y - oy, x - ox, y - b, x, y - b);
ctx.bezierCurveTo(x ox, y - b, x a, y - oy, x a, y);
ctx.bezierCurveTo(x a, y oy, x ox, y b, x, y b);
ctx.bezierCurveTo(x - ox, y b, x - a, y oy, x - a, y);
ctx.closePath();
ctx.stroke();
};

光栅法

这种实用具体的方法可以根据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“网页hTML5教程 Canvas 提高班（一） —— 光栅图形学（1）中点画圆算法”。这种实用具体的方法由于比较“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数据库函数，比较复杂。比如，要当线宽改变时，算法就复杂一些。虽然是画圆的算法，但画椭圆的算法与之类似，可以参考下。

总结

基本上所有的实用具体的方法都不可能达到100%精确，因为受显示器分辨率的限制。

其实最好的实用具体的方法应该是arc() scale()。canvas绘图库KineticJS就是用的这种实用具体的方法。

在其他绘图软件中，不像网页hTML5教程的canvas那样提供固有的arc() scale()实用具体的方法，通常用贝塞尔曲线模拟近似椭圆，无论是几条贝塞尔曲线都是近似而已。关于用贝塞尔曲线模拟椭圆，可以参考这份资料：Drawing an elliptical arc using polylines, quadratic or cubic Bezier curves。

由于arc() scale()是浏览器已经实现的实用具体的方法，理论上精度最高，所依从效率、精确度和简单易用程度上来讲，都是最佳的。

在用arc() scale()绘制完椭圆后，context.stroke()和 context.restore()两个实用具体的方法相关调用的先后顺序不同，产生的结果会很有意思的。通常应该先restore()再stroke()。

Demo

下面是除光栅法之外，几个绘制椭圆数据库函数的演示，演示具体代码如下：

复制具体代码具体代码如下:
<div id="CanvasWrap" style=" background:#fff; width: 600px; height: 600px; border: 1px solid black;"></div></p> <p><script type="text/javascript">// <![CDATA[
var canvas,
context;
var div = document.getElementById("CanvasWrap");
div.inner网页hTML = "";
canvas = document.createElement("canvas");
canvas.style.width = "600px"
canvas.style.height = "600px"
canvas.width = 600;
canvas.height = 600;
context = canvas.getContext("2d");
div.appendChild(canvas);</p> <p> function execDraw()
{
//解决Chrome下的线宽小于等于1的问题
context.lineWidth = 1.1;
context.strokeStyle="black"
ParamEllipse(context, 130, 80, 50, 50); //圆
ParamEllipse(context, 130, 80, 100, 20); //椭圆
EvenCompEllipse(context, 130, 200, 50, 50); //圆
EvenCompEllipse(context, 130, 200, 100, 20); //椭圆
BezierEllipse1(context, 470, 80, 50, 50); //圆
BezierEllipse1(context, 470, 80, 100, 20); //椭圆
BezierEllipse2(context, 470, 200, 50, 50); //圆
BezierEllipse2(context, 470, 200, 100, 20); //椭圆
//检测相似性(重合的程度)
ParamEllipse(context, 300, 450, 250, 50);
context.strokeStyle = "yellow";
BezierEllipse1(context, 300, 450, 250, 50);
context.strokeStyle = "blue";
BezierEllipse2(context, 300, 450, 250, 50);
};</p> <p> function clearCavnas()
{
context.clearRect(0, 0, 600, 600);
};
// ]]></script></p> <p><p>

<button onclick="execDraw();" type="button">执行</button>
<button onclick="clearCanvas();" type="button">清理</button>
</p>

注意，要成功运行具体代码，需要支持网页hTML5教程的Canvas的浏览器。