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Fabric.js介绍 第一部分

今天我想向您介绍Fabric,一个使得使用HTML5 canvas很容易的功能强大的Javascript库。Fabric为canvas提供了缺失的对象模型、SVG解析器、交互层以及一整套必不可少的工具。它是一个完全开放源码的项目,使用MIT许可协议,多年来做出了许多贡献。

Fabric开发始于2010年,在发现使用原生canvas的API非常痛苦之后。之前的作者为printio.ru创建一个互动设计编辑器:他的创业公司允许用户设计自己的服装。在那个时代,那种交互性只存在于Flash应用中。即使是现在,市面上也很少有工具像"Fabric"一样使这种交互性成为可能。

让我们看得更仔细些吧!

为什么选择fabric

Canvas可以让我们在网络上创造出绝对惊人的图形。但它提供的API是令人失望的。如果我们只想在画布上画几条基本的形状,不会觉得有什么繁琐。但是一旦需要任何形式的互动,任何时候改变图片或绘制更复杂的形状,代码复杂度会急剧增加。

Fabric旨在解决这个问题。

原生canvas方法只允许我们触发简单的图形命令,盲目的修改canvas的位图,想画一个矩形?使用fillRect(left, top, width, height).,想画一条线?使用moveTo(left, top)lineTo(x, y)的组合命令,就好像我们用刷子画画,上层涂上越来越多的颜料,几乎没有控制。

Fabric不是在这么低的层次上运行,而是在原生方法之上提供简单而强大的对象模型。它负责画布状态和渲染,并让我们直接使用绘制后的“对象”。

让我们来看一个简单的例子来说明这个差异。假设我们想在画布上画一个红色的矩形。以下是我们如何使用原生的<canvas> API。

// 有一个id是c的canvas元素
var canvasEl = document.getElementById('c');

// 获取2d位图模型
var ctx = canvasEl.getContext('2d');

// 设置填充颜色
ctx.fillStyle = 'red';

// 创建一个坐标100,190,尺寸是20,20的矩形
ctx.fillRect(100, 100, 20, 20);

现在使用Fabric做同样的事情:

// 用原生canvas元素创建一个fabric实例
var canvas = new fabric.Canvas('c');

// 创建一个矩形对象
var rect = new fabric.Rect({
  left: 100,
  top: 100,
  fill: 'red',
  width: 20,
  height: 20
});

// 将矩形添加到canvas画布上
canvas.add(rect);

在这种情况下,这两个例子非常相似,大小几乎没有差别。但是,您可以看到使用canvas的方法有多么不同。使用原生方法,我们在上下文中操作(表示整个画布位图的对象),在Fabric中,我们操作对象,实例化它们,更改其属性,并将其添加到画布。你可以看到这些对象是Fabric中的第一等公民

但渲染纯正的红色矩形就如此无聊。我们至少可以做一些有趣的事情!也许,稍稍旋转?

旋转45度,首先使用原生的canvas方法:

var canvasEl = document.getElementById('c');
var ctx = canvasEl.getContext('2d');
ctx.fillStyle = 'red';

ctx.translate(100, 100);
ctx.rotate(Math.PI / 180 * 45);
ctx.fillRect(-10, -10, 20, 20);

使用Fabric:

var canvas = new fabric.Canvas('c');

// 创建一个45度的矩形
var rect = new fabric.Rect({
  left: 100,
  top: 100,
  fill: 'red',
  width: 20,
  height: 20,
  angle: 45
});

canvas.add(rect);

这里发生了什么?

我们在Fabric中所做的一切都是将对象的“角度”值更改为45。然而使用原生的方法,事情变得更加有趣,记住我们无法对对象进行操作,相反,我们调整整个画布位图(ctx.translatectx.rotate)的位置和角度,以适应我们的需要。然后,我们再次绘制矩形,但记住要正确地偏移位图(-10,-10),所以它仍然呈现在100,100点。作为练习,我们不得不在旋转画布位图时将度数转换为弧度。

我相信你刚刚开始明白为什么面料存在,以及它解决了多少低级写法。

如果在某些时候,我们想将现在熟悉的红色矩形移动到画布上稍微不同的位置怎么办?我们如何在无法操作对象的情况下执行此操作?我们会在canvas位图上调用另一个fillRect吗?

不完全的。调用另一个fillRect命令实际上在画布上绘制的东西所有之上绘制矩形。还记得我前边说的用刷子画画吗?为了“移动”它,我们需要先擦除以前绘制的内容,然后在新的位置绘制矩形。

var canvasEl = document.getElementById('c');

...
ctx.strokRect(100, 100, 20, 20);
...

// 擦除整个画布
ctx.clearRect(0, 0, canvasEl.width, canvasEl.height);
ctx.fillRect(20, 50, 20, 20);

我们如何用Fabric完成这个?

var canvas = new fabric.Canvas('c');
...
canvas.add(rect);
...

rect.set({ left: 20, top: 50 });
canvas.renderAll();

注意一个非常重要的区别。使用Fabric,在尝试“修改”任何内容之前,我们不再需要擦除内容。我们仍然使用对象,只需更改其属性,然后重新绘制画布即可获得“最新图片”。

Fabric中的对象

我们已经看到如何通过实例化fabric.Rect构造函数来处理矩形。当然,Fabric也涵盖了所有其他的基本形状:圆,三角形,椭圆等。所有的这些在就是Fabric“命名空间”下的:fabric.Circlefabric.Trianglefabric.Ellipse等。

Fabric提供了7种基础形状:

想画一个圆?只需创建一个圆形对象,并将其添加到画布。与任何其他基本形状相同:

var circle = new fabric.Circle({
  radius: 20, fill: 'green', left: 100, top: 100
});
var triangle = new fabric.Triangle({
  width: 20, height: 30, fill: 'blue', left: 50, top: 50
});

canvas.add(circle, triangle);

这是一个绿色的圆形在100,100的位置,蓝色的三角形在50,50的位置。

操作对象

创建图形对象矩形,圆形或其他东西,当然只是开始。在某些时候,我们可能想修改这些对象。或许某些行为需要触发状态的变化,或进行某种动画。或者我们可能希望在某些鼠标交互中更改对象属性(颜色,不透明度,大小,位置)。

Fabric为我们处理画布渲染和状态管理。我们只需要自己修改对象。

以前的例子演示了set方法,以及如何从对象前一个位置调用set({left:20,top:50})来移动对象。以类似的方式,我们可以改变对象的任何其他属性。但这些属性是什么?

那么,正如你所期望的那样,可以改变定位:topleft。尺寸:widthheight。渲染: fill, opacity, stroke, strokeWidth。缩放和旋转:scaleX, scaleY, angle;甚至可以翻转:flipXflipY。歪斜:skewXskewY

是的,在Fabric中翻转对象非常简单,将flip[X|Y]设置为true即可。

您可以通过get方法读取任何这些属性,并通过set进行设置。我们尝试改变一些红色矩形的属性:

var canvas = new fabric.Canvas('c');
...
canvas.add(rect);

rect.set('fill', 'red');
rect.set({ strokeWidth: 5, stroke: 'rgba(100,200,200,0.5)' });
rect.set('angle', 15).set('flipY', true);

首先,我们将“fill”值设置为“red”,使对象成为红色。下一个语句设置“strokeWidth”和“stroke”值,给出矩形为淡绿色的5px笔画。最后,我们正在改变“angle”和“flipY”的属性。注意每个3个语句中的每个语句使用的语法略有不同。

这表明set是一种通用的方法。你可能经常使用它,所以它被设计得尽可能的方便。

说了如何set的方法,那么如何获取呢?这就有了与之对应的get方法,h还有一些具体的get*,要读取对象的“width”值,可以使用get('width')getWidth()。获取“scaleX”值使用get('scaleX')getScaleX(),等等。对于每个“公有”对象属性(“stroke”,“strokeWidth”,“angle”等),都可以使用getWidth或getScaleX等方法。

您可能会注意到,在早期的示例中,对象在实例化的时候,我们直接传入的配置参数,而上边的例子我们才实例化对象的时候没有传入配置,而是使用的set方法传递配置。这是因为它是完全一样的。您可以在创建时“配置”对象,也可以使用set方法:

var rect = new fabric.Rect({ width: 10, height: 20, fill: '#f55', opacity: 0.7 });

// 或者这样

var rect = new fabric.Rect();
rect.set({ width: 10, height: 20, fill: '#f55', opacity: 0.7 });

默认设置

关于这一点,您可能会问,当我们创建对象而不传递任何“配置”对象时会发生什么。它还有这些属性吗?

当然是。 Fabric 中的对象总是具有一组默认的属性值。 在创建过程中参数未被传递时会被设置成默认的参数。我们可以自己试试看看:

var rect = new fabric.Rect(); // 注意没有传递参数

rect.get('width'); // 0
rect.get('height'); // 0

rect.get('left'); // 0
rect.get('top'); // 0

rect.get('fill'); // rgb(0,0,0)
rect.get('stroke'); // null

rect.get('opacity'); // 1

我们的矩形有一组默认的属性。它位于 0,0,黑色,完全不透明,没有描边,没有尺寸(宽度和高度为0)。由于没有尺寸,我们无法在画布上看到它。但是给它宽度/高度的任何正值肯定会在画布的左上角显示一个黑色矩形。

层次和继承

Fabric对象不仅彼此独立存在。它们形成一个非常精确的层次。

大多数对象从根fabric.Object继承。fabric.Object几乎代表二维形状,位于二维canvas平面,它是一个具有left / top和width / height属性的实体,以及一些其他图形特征。我们在物体上看到的那些属性:fill,stroke,angle,opacity,flip[X|Y]等,对于从fabric.Object继承的所有Fabric对象都是通用的。

这个继承允许我们在fabric.Object上定义方法,并在所有的“类”之间共享它们。例如,如果您想在所有对象上使用getAngleInRadians方法,您只需在fabric.Object.prototype上创建它即可:

fabric.Object.prototype.getAngleInRadians = function() {
  return this.get('angle') / 180 * Math.PI;
};

var rect = new fabric.Rect({ angle: 45 });
rect.getAngleInRadians(); // 0.785...

var circle = new fabric.Circle({ angle: 30, radius: 10 });
circle.getAngleInRadians(); // 0.523...

circle instanceof fabric.Circle; // true
circle instanceof fabric.Object; // true

您可以看到,方法立即在所有实例上可用。

虽然子类“class”继承自fabric.Object,但它们通常也定义自己的方法和属性。例如,fabric.Circle需要有“radius”属性。而Fabric.Image(我们稍后会看),需要使用getElement / setElement方法来访问/设置图像实例的真实HTML<img>元素。

使用原型来获取自定义渲染和行为对于高级项目来说是非常普遍的。

Canvas

现在我们更详细地讨论了对象,让我们回到 canvas。

首先你可以看到所有的Fabric例子如果创建 canvas 对象:new fabric.Canvas('...')fabric.Canvas作为围绕<canvas>元素的包装器,并负责管理该canvas上的所有Fabric对象。它需要一个元素的id,并返回一个fabric.Canvas的实例。

我们可以add对象,引用它们,或者remove它们:

var canvas = new fabric.Canvas('c');
var rect = new fabric.Rect();

canvas.add(rect); // 添加对象

canvas.item(0); // 源于刚刚添加的第一个矩形对象
canvas.getObjects(); // 获取所有对象(只有一个矩形)

canvas.remove(rect); // 移除这个矩形

尽管管理对象是fabric.Canvas的主要目的。其实它本身也是可配置的,需要为整个画布设置背景颜色或图像?将所有内容剪切到某个区域?设置不同的宽度/高度?指定画布是否互动?所有这些选项(和其他)可以在fabric.Canvas上设置,无论是在创建时还是之后:

var canvas = new fabric.Canvas('c', {
  backgroundColor: 'rgb(100,100,200)',
  selectionColor: 'blue',
  selectionLineWidth: 2
  // ...
});

// 或者

var canvas = new fabric.Canvas('c');
canvas.setBackgroundImage('http://...');
canvas.onFpsUpdate = function(){ /* ... */ };
// ...

互动

虽然我们是一个canvas元素的主题,我们来谈谈互动。Fabric的独特功能之一,在我们刚刚看到的所有的对象模型之上,是一层交互性。

存在对象模型以允许编程访问和操纵画布上的对象。但在外部,在用户层面上,有一种方式可以通过鼠标(或触摸,触摸设备)来操纵这些对象。一旦您通过new fabric.Canvas('...')初始化画布,可以选择对象,拖动它们,缩放或旋转它们,甚至组合在一起操纵一个组合

如果我们希望允许用户在画布上拖动某些东西,比如一个图片,我们需要做的就是初始化画布并在其上添加一个对象。不需要额外的配置或设置。

为了控制这种交互性,我们可以在画布上使用 Fabric 的 selection 布尔属性,结合各个对象的 selectable 布尔属性来使用。

var canvas = new fabric.Canvas('c');
...
canvas.selection = false; // 禁止所有选中
rect.set('selectable', false); // 只是禁止这个矩形选中

但是如果根本不想要这样的互动呢?如果是这样,您可以随时用fabric.StaticCanvas替换fabric.Canvas。初始化的语法是相同的;初始化时使用StaticCanvas而不是Canvas

var staticCanvas = new fabric.StaticCanvas('c');

staticCanvas.add(
  new fabric.Rect({
    width: 10, height: 20,
    left: 100, top: 100,
    fill: 'yellow',
    angle: 30
  }));

这将创建一个“更轻”的画布版本,没有任何事件处理逻辑。请注意,您仍然有一个完整的对象模型来使用:添加对象,删除或修改它们,以及更改任何画布配置,所有这一切仍然有效。这只是事件处理没有了。

当我们浏览自定义构建选项时,您会看到,如果StaticCanvas是您需要的选项,您甚至可以创建一个较轻的Fabric版本。如果您需要非交互式图表,或者在应用程序中使用过滤器的非交互式图像,这可能是一个不错的选择。

图像

说到图像...

在画布上添加矩形和圆圈很有趣,但为什么我们不玩某些图像?正如你现在想象的那样,Fabric 使这个很容易。我们来实例化fabric.Image对象并将其添加到画布中:

<canvas id="c"></canvas>
<img src="my_image.png" id="my-image">
var canvas = new fabric.Canvas('c');
var imgElement = document.getElementById('my-image');
var imgInstance = new fabric.Image(imgElement, {
  left: 100,
  top: 100,
  angle: 30,
  opacity: 0.85
});
canvas.add(imgInstance);

注意我们如何将图像元素传递给fabric.Image构造函数。这将创建一个fabric.Image的实例,就像文档中的图像一样。此外,我们立即将左/上值设置为100/100,角度为30,不透明度为0.85。一旦添加到画布中,图像呈现在100,100位置,30度角,并且稍微透明!不错。

现在,如果我们在文档中真的没有图像,而只是一个图像的URL呢?我们来看看如何使用fabric.Image.fromURL

fabric.Image.fromURL('my_image.png', function(oImg) {
  canvas.add(oImg);
});

看起来很简单,不是吗?只需调用具有图像URL的fabric.Image.fromURL,并在加载和创建图像后给它一个回调函数来调用。回调函数接收已经创建的fabric.Image对象作为第一个参数。此时,您可以将其添加到画布中,也可以先更改,然后添加到画布:

fabric.Image.fromURL('my_image.png', function(oImg) {
  // 将其缩小,然后将其翻转,然后再将其添加到画布上
  oImg.scale(0.5).set('flipX, true);
  canvas.add(oImg);
});

路径(Paths)

我们已经看过简单的形状,然后看了图像。那么更复杂,丰富的形状和内容呢?

认识更强大的搭档:路径(Path)和组合(Groups)

Fabric 中的 paths 表示可以填充,描边和修改的形状的轮廓。Paths 由一系列命令组成,基本上模仿了从一个点到另一个点的笔。借助“move”,“line”,“curve”或“arc”等命令,path可以形成令人难以置信的复杂形状。在Paths(路径组合)团队的帮助下,可能性更大。

Fabric 中的路径与 SVG 元素 非常相似。它们使用相同的命令,可以从<path>元素创建,并将其序列化。稍后我们将更加仔细地观察序列化和SVG解析,但现在值得一提的是,您很可能很少手动创建Path实例,相反,您将使用Fabric的内置SVG解析器。但是要了解Path对象是什么,我们来尝试用手创建一个简单的对象:

var canvas = new fabric.Canvas('c');
var path = new fabric.Path('M 0 0 L 200 100 L 170 200 z');
path.set({ left: 120, top: 120 });
canvas.add(path);

我们通过传递一串路径指令,实例化fabric.Path对象,虽然看起来很神秘,但实际上很容易理解。“M”代表“move”命令,并告诉笔移动到0,0坐标。“L”表示“line”,笔画线为200,100坐标。然后,另一个“L”创建一个连接170,200坐标的线段。最后,“z”指示绘画笔关闭当前路径并完成形状。结果,我们得到一个三角形。

由于fabric.Path与Fabric中的任何其他对象一样,我们还可以更改其某些属性。但是我们可以修改更多:

...
var path = new fabric.Path('M 0 0 L 300 100 L 200 300 z');
...
path.set({ fill: 'red', stroke: 'green', opacity: 0.5 });
canvas.add(path);

出于好奇,我们来看一下稍微更复杂的path语法。你会看到为什么手动创建路径可能不是最好的主意。

...
var path = new fabric.Path('M121.32,0L44.58,0C36.67,0,29.5,3.22,24.31,8.41\
c-5.19,5.19-8.41,12.37-8.41,20.28c0,15.82,12.87,28.69,28.69,28.69c0,0,4.4,\
0,7.48,0C36.66,72.78,8.4,101.04,8.4,101.04C2.98,106.45,0,113.66,0,121.32\
c0,7.66,2.98,14.87,8.4,20.29l0,0c5.42,5.42,12.62,8.4,20.28,8.4c7.66,0,14.87\
-2.98,20.29-8.4c0,0,28.26-28.25,43.66-43.66c0,3.08,0,7.48,0,7.48c0,15.82,\
12.87,28.69,28.69,28.69c7.66,0,14.87-2.99,20.29-8.4c5.42-5.42,8.4-12.62,8.4\
-20.28l0-76.74c0-7.66-2.98-14.87-8.4-20.29C136.19,2.98,128.98,0,121.32,0z');

canvas.add(path.set({ left: 100, top: 200 }));

看一下这里发生了什么?

那么“M”仍然代表“move”的命令,所以笔在“121.32,0”点开始绘画。然后有“L”命令使其为“44.58,0”。到现在为止还可以理解。下一步是什么? “C”指令,代表“cubic bezier”(贝塞尔曲线)。它使笔从当前点绘制贝塞尔曲线到“36.67,0”,它以“29.5,3.22”为起点的控制点,“24.31,8.41”为终点的控制点。这整个事情之后是十几个其他的“cubic bezier”命令,最终创建一个漂亮的箭头形状。

不过你可能永远不会使用这样复杂的命令,相反,您可能需要使用像fabric.loadSVGFromStringfabric.loadSVGFromURL方法来加载整个SVG文件,然后让Fabric的SVG解析器完成对所有SVG元素的遍历和创建相应的Path对象的工作。

谈到整个SVG文件,而Fabric的路径通常表示SVG<path>元素,SVG文档中通常存在的路径集合表示为Group(fabric.Group实例)。你可以想像,Group(组合)只不过是一组Path实例和其他对象。而且由于fabric.Groupfabric.Object继承,它可以像任何其他对象一样添加到画布中,并以相同的方式进行操作。

就像Path一样,你可能不会直接的使用它。但是,如果您在解析SVG文档之后偶然发现了一个问题,那么您将确切地知道它是什么以及它的目的是什么。

后记

我们只触及了Fabric的表面。你现在可以很容易地创建任何一个简单的形状,复杂的形状,图像;将它们添加到画布中,并以任何你想要的方式进行修改:位置、尺寸、角度、颜色、笔画、不透明度等。

在本系列的下一部分,我们将看看组合,动画,文本,SVG解析,渲染,序列化,事件,图像,滤镜等。

与此同时,你可以随意查看带注释的演示基准,加入Google小组其他地方的讨论,或者直接访问docswiki源代码

做一些有趣的实验!我希望你喜欢这次旅行。