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》

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：

1      ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
2      ctx.shadowBlur= 20;
3      ctx.shadowOffsetX = 0;
4      ctx.shadowOffsetY = 0;
5      ctx.shadowColor="red";
6      ctx.lineCap = "round";
7      ctx.lineJoin  = "round";
8      ctx.lineWidth = 10;
9      ctx.strokeStyle = "blue";
10      ctx.beginPath();
11      ctx.moveTo(300,300);
12      ctx.lineTo(750,300);
13      ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
14      ctx.lineTo(800,450);
15      ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
16      ctx.lineTo(300,500);
17      ctx.stroke();

效果图如下：

如果绘制圆形效果如下：

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？

有人说，简单，一个渐变就搞定了。 那再看看下面这个图像呢？

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：

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：

1 ctx.globalCompositeOperation = 'source-out';
2     ctx.beginPath();
3     ctx.beginPath();
4    ctx.moveTo(300,300);
5    ctx.lineTo(750,300);
6    ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
7    ctx.lineTo(800,450);
8    ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
9    ctx.lineTo(300,500);
10    ctx.lineCap = "round";
11     ctx.shadowBlur =15;
12     ctx.lineWidth = 20;
13     ctx.shadowColor="blue";
14     ctx.fillStyle = 'red';
15     ctx.strokeStyle = 'red';
16     ctx.stroke();

最终绘制的效果就是上面的线段图的效果：

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：

1 ctx.globalCompositeOperation = 'xor';
2     ctx.beginPath();
3     ctx.beginPath();
4    ctx.moveTo(300,300);
5    ctx.lineTo(750,300);
6    ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
7    ctx.lineTo(800,450);
8    ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
9    ctx.lineTo(300,500);
10    ctx.lineCap = "round";
11     ctx.shadowBlur =15;
12     ctx.lineWidth = 20;
13     ctx.shadowColor="red";
14     ctx.fillStyle = 'red';
15     ctx.strokeStyle = 'red';
16     ctx.stroke();

绘制的效果如下：

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：

1 ctx.globalCompositeOperation = 'xor';
2     ctx.beginPath();
3     ctx.beginPath();
4    ctx.moveTo(300,300);
5    ctx.lineTo(750,300);
6    ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
7    ctx.lineTo(800,450);
8    ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
9    ctx.lineTo(300,500);
10    ctx.lineCap = "round";
11     ctx.shadowBlur =15;
12     ctx.lineWidth = 20;
13     ctx.shadowColor="red";
14     ctx.fillStyle = 'red';
15     ctx.strokeStyle = 'red';
16     ctx.stroke();

最终的效果如下图所示：

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)

1let shadowBlur = 5;
2let offset = 0.5;
3
4
5
6function xor(){
7  ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
8  ctx.globalCompositeOperation = 'xor';
9  ctx.shadowBlur= shadowBlur;
10  ctx.shadowOffsetX = 0;
11  ctx.shadowOffsetY = 0;
12  ctx.shadowColor="red";
13  ctx.lineCap = "round";
14  ctx.lineJoin  = "round";
15  ctx.lineWidth = 10;
16  ctx.strokeStyle = "blue";
17  ctx.beginPath();
18  ctx.moveTo(300,300);
19  ctx.lineTo(750,300);
20  ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
21  ctx.lineTo(800,450);
22  ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
23  ctx.lineTo(300,500);
24  ctx.stroke();
25  // ctx.stroke();
26  
27  ctx.globalCompositeOperation = 'xor';
28  ctx.shadowBlur=shadowBlur / 10.0;
29  ctx.shadowOffsetX=0;
30  ctx.shadowOffsetY=0;
31  ctx.shadowColor="blue";
32  ctx.lineWidth =1;
33  // ctx.stroke();
34
35  shadowBlur += offset;
36  if(shadowBlur > 15 || shadowBlur < 1){
37    offset *= -1;
38  }
39}

···

如果做一些叠加绘制，还可以实现如下效果：

1   function xor(){
2      ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
3      ctx.globalCompositeOperation = 'xor';
4      ctx.shadowBlur= shadowBlur;
5      ctx.shadowOffsetX = 0;
6      ctx.shadowOffsetY = 0;
7      ctx.shadowColor="red";
8      ctx.lineCap = "round";
9      ctx.lineJoin  = "round";
10      ctx.lineWidth = 20;
11      ctx.strokeStyle = "red";
12      ctx.beginPath();
13      ctx.moveTo(300,300);
14      ctx.lineTo(750,300);
15      ctx.quadraticCurveTo(800,300,800,350);
16      ctx.lineTo(800,450);
17      ctx.quadraticCurveTo(800,500,750,500);
18      ctx.lineTo(300,500);
19      ctx.stroke();
20      // ctx.stroke();
21      
22      ctx.globalCompositeOperation = 'destination-out';
23      ctx.shadowBlur=shadowBlur / 10.0;
24      ctx.shadowOffsetX=0;
25      ctx.shadowOffsetY=0;
26      ctx.shadowColor="red";
27      ctx.lineWidth =5;
28      ctx.stroke();
29
30      shadowBlur += offset;
31      if(shadowBlur > 15 || shadowBlur < 1){
32        offset *= -1;
33      }
34    }

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：

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