canvas可视化效果之内阴影效果

楔子

在之前的一个轨道交通可视化项目中，运用到了很多绘制技巧。 可以参考 之前的一篇文章 《利用canvas阴影功能与双线技巧绘制轨道交通大屏项目效果》

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效果图中的轨道，就同时存在外发光和内发光效果的效果。

外发光效果

我们知道外发光效果是很容易实现的，直接通过设置阴影效果即可达到。比如我们随便绘制一条线段，加上阴影效果，看起来就是外发光的效果：

      ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
      ctx.shadowBlur= 20;
      ctx.shadowOffsetX = 0;
      ctx.shadowOffsetY = 0;
      ctx.shadowColor="red";
      ctx.lineCap = "round";
      ctx.lineJoin  = "round";
      ctx.lineWidth = 10;
      ctx.strokeStyle = "blue";
      ctx.beginPath();
      ctx.moveTo(300,300);
      ctx.lineTo(750,300);
      ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
      ctx.lineTo(800,450);
      ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
      ctx.lineTo(300,500);
      ctx.stroke();

效果图如下：

image

如果绘制圆形效果如下：

image

上面的代码都容易理解，就是通过shadowBlur产生渐变阴影的效果。 默认的阴影，我们称之为外阴影，意思都是图像向往展开的阴影效果。

内阴影

接下来的问题可能就变得有点难度。如果我们需要如下的一个内阴影的效果呢？

image

有人说，简单，一个渐变就搞定了。 那再看看下面这个图像呢？

image

还是没问题，还是可以通过渐变来搞定，只是渐变的stop设置要麻烦一点罢了。 如果在复杂一些的图形呢，比如下面的线段效果：

image

对于上面的线段的内阴影效果，就很难使用简单的渐变来实现了。

如何绘制内阴影效果

要实现上面的内阴影效果，首先还是使用shadowBlur参数，然后把ctx的globalCompositeOperation参数设置为“source-out” 即可。 试试如下代码：

 ctx.globalCompositeOperation = 'source-out';
     ctx.beginPath();
     ctx.beginPath();
    ctx.moveTo(300,300);
    ctx.lineTo(750,300);
    ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
    ctx.lineTo(800,450);
    ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
    ctx.lineTo(300,500);
    ctx.lineCap = "round";
     ctx.shadowBlur =15;
     ctx.lineWidth = 20;
     ctx.shadowColor="blue";
     ctx.fillStyle = 'red';
     ctx.strokeStyle = 'red';
     ctx.stroke();

最终绘制的效果就是上面的线段图的效果：

image

同时绘制内外阴影效果

如果修改globalCompositeOperation为“xor”，我们还可以得到既有内阴影又有外阴影的效果。 代码如下：

 ctx.globalCompositeOperation = 'xor';
     ctx.beginPath();
     ctx.beginPath();
    ctx.moveTo(300,300);
    ctx.lineTo(750,300);
    ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
    ctx.lineTo(800,450);
    ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
    ctx.lineTo(300,500);
    ctx.lineCap = "round";
     ctx.shadowBlur =15;
     ctx.lineWidth = 20;
     ctx.shadowColor="red";
     ctx.fillStyle = 'red';
     ctx.strokeStyle = 'red';
     ctx.stroke();

绘制的效果如下：

image

内阴影的缺陷

上述方法实现的内阴影颜色的颜色只能和绘制主体一样的颜色，而不能像外阴影的颜色一样，可以自由定义。 比如把上述代码中的shadowColor改成blue，只有外阴影的颜色改变了：

 ctx.globalCompositeOperation = 'xor';
     ctx.beginPath();
     ctx.beginPath();
    ctx.moveTo(300,300);
    ctx.lineTo(750,300);
    ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
    ctx.lineTo(800,450);
    ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
    ctx.lineTo(300,500);
    ctx.lineCap = "round";
     ctx.shadowBlur =15;
     ctx.lineWidth = 20;
     ctx.shadowColor="red";
     ctx.fillStyle = 'red';
     ctx.strokeStyle = 'red';
     ctx.stroke();

最终的效果如下图所示：

image

从图上可以看出只有外阴影颜色改变了，内阴影使用的本体的颜色。

实现闪烁的效果

基于上面的实现，我们可以实现一个阴影闪烁的效果，只需要不断更改shadowBlur的值，代码如下：
···
setInterval(()=>{
xor();
},10)

let shadowBlur = 5;
let offset = 0.5;



function xor(){
  ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
  ctx.globalCompositeOperation = 'xor';
  ctx.shadowBlur= shadowBlur;
  ctx.shadowOffsetX = 0;
  ctx.shadowOffsetY = 0;
  ctx.shadowColor="red";
  ctx.lineCap = "round";
  ctx.lineJoin  = "round";
  ctx.lineWidth = 10;
  ctx.strokeStyle = "blue";
  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(300,300);
  ctx.lineTo(750,300);
  ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
  ctx.lineTo(800,450);
  ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
  ctx.lineTo(300,500);
  ctx.stroke();
  // ctx.stroke();
  
  ctx.globalCompositeOperation = 'xor';
  ctx.shadowBlur=shadowBlur / 10.0;
  ctx.shadowOffsetX=0;
  ctx.shadowOffsetY=0;
  ctx.shadowColor="blue";
  ctx.lineWidth =1;
  // ctx.stroke();

  shadowBlur += offset;
  if(shadowBlur > 15 || shadowBlur < 1){
    offset *= -1;
  }
}

···

image

如果做一些叠加绘制，还可以实现如下效果：

   function xor(){
      ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
      ctx.globalCompositeOperation = 'xor';
      ctx.shadowBlur= shadowBlur;
      ctx.shadowOffsetX = 0;
      ctx.shadowOffsetY = 0;
      ctx.shadowColor="red";
      ctx.lineCap = "round";
      ctx.lineJoin  = "round";
      ctx.lineWidth = 20;
      ctx.strokeStyle = "red";
      ctx.beginPath();
      ctx.moveTo(300,300);
      ctx.lineTo(750,300);
      ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
      ctx.lineTo(800,450);
      ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
      ctx.lineTo(300,500);
      ctx.stroke();
      // ctx.stroke();
      
      ctx.globalCompositeOperation = 'destination-out';
      ctx.shadowBlur=shadowBlur / 10.0;
      ctx.shadowOffsetX=0;
      ctx.shadowOffsetY=0;
      ctx.shadowColor="red";
      ctx.lineWidth =5;
      ctx.stroke();

      shadowBlur += offset;
      if(shadowBlur > 15 || shadowBlur < 1){
        offset *= -1;
      }
    }

image

结语

至此文章已经到达尾声，我们可以总结一下绘制内阴影效果所用到的技术点

1. CanvasRenderingContext2D.globalCompositeOperation
2. CanvasRenderingContext2D.shadowBlur

其中globalCompositeOperation是一个有意思的属性，通过设置不同的参数，可以实现很多不同的效果。比如如下的效果就用到了这个属性：

image.png

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