HTML Canvas 入门到实战:绘制图表/动画/图片处理

陈先生
陈先生 正式会员正式会员认证极客认证极客
发布于 2026-10-08 18:41 ·3 浏览 ·9 回复

学完这篇,你能用原生 Canvas 从零画出柱状图、做一个流畅的循环动画,并对图片做像素级处理(灰阶、导出)。

第一步:拿到画布和上下文

页面里放一个 canvas 标签,用 JS 取 2D 上下文,所有绘制都通过它完成:

<canvas id="cv" width="600" height="400"></canvas>
<script>
const cv = document.getElementById('cv');
const ctx = cv.getContext('2d');
ctx.fillStyle = '#2f6fed';
ctx.fillRect(20, 20, 120, 60);
</script>

width/height 是画布的像素缓冲区大小,CSS 里的宽高才是显示尺寸,两者不一致画面会模糊。

注意:不用 canvas 标签而用 CSS 撑大它,等于把 600×400 的图拉成 1200×800,一定糊。要改尺寸就改属性,别只改样式。

第二步:搞懂坐标系和路径

Canvas 原点在左上角,x 向右、y 向下,这点和数学课本相反,画图表时最容易翻车。

画线用路径三件套:beginPath → moveTo/lineTo → stroke(描边)或 fill(填充):

ctx.beginPath();
ctx.moveTo(50, 150);
ctx.lineTo(150, 50);
ctx.lineTo(250, 120);
ctx.strokeStyle = '#e5484d';
ctx.lineWidth = 4;
ctx.stroke();

注意:每次画新图形前都要 beginPath(),否则旧路径会被反复重绘,出现莫名连线。

第三步:实战——画一个柱状图

思路是:先算最大值做比例尺,再逐个 fillRect。

const data = [120, 200, 80, 260, 180];
const pad = 40, W = 600, H = 400;
const max = Math.max(...data);
const bw = (W - pad * 2) / data.length;

data.forEach((v, i) => {
  const bh = (H - pad * 2) * v / max;   // 高度按比例
  const x = pad + i * bw + 10;
  const y = H - pad - bh;               // 从底部往上长
  ctx.fillStyle = '#2f6fed';
  ctx.fillRect(x, y, bw - 20, bh);
  ctx.fillStyle = '#333';
  ctx.fillText(v, x, y - 8);            // 数值标注画在柱顶
});

fillText 的坐标是文字基线,不是文字顶部,看着偏高就再加几像素。

折线图同理:把每个点换算成坐标,循环 lineTo 后一次 stroke。

第四步:实战——requestAnimationFrame 做动画

动画的本质是「清屏 → 重画 → 下一帧」。

let x = 0;
function loop() {
  ctx.clearRect(0, 0, 600, 400);      // 必须先清屏
  ctx.beginPath();
  ctx.arc(x, 200, 30, 0, Math.PI * 2);
  ctx.fillStyle = '#2f6fed';
  ctx.fill();
  x = (x + 3) % 600;                  // 越界回到起点
  requestAnimationFrame(loop);
}
loop();

想要不同刷新率(60Hz / 120Hz)下速度一致,把位移写成基于时间戳的:

let last = 0;
function loop(t) {
  const dt = t - last; last = t;
  x += 0.15 * dt;                     // 每秒移动 150 像素
  // ...绘制...
  requestAnimationFrame(loop);
}
requestAnimationFrame(loop);

注意:漏掉 clearRect 会出现「拖影」;用 setInterval 代替 requestAnimationFrame 则会在后台标签页里白烧 CPU。

第五步:实战——图片像素处理

先把图画进画布,再取出像素数组改,最后放回去:

const img = new Image();
img.crossOrigin = 'anonymous';        // 跨域图片必须加
img.src = 'photo.jpg';
img.onload = () => {
  ctx.drawImage(img, 0, 0, 600, 400);
  const d = ctx.getImageData(0, 0, 600, 400);
  for (let i = 0; i < d.data.length; i += 4) {
    const g = d.data[i] * 0.3 + d.data[i + 1] * 0.59 + d.data[i + 2] * 0.11;
    d.data[i] = d.data[i + 1] = d.data[i + 2] = g;   // 灰阶
  }
  ctx.putImageData(d, 0, 0);
  const url = cv.toDataURL('image/png');              // 导出成图片
};

数组每 4 个值是一组 R、G、B、A,改颜色只动前三个,透明度是第四个。

注意:跨域图片没配 CORS 会让画布被「污染」,调用 getImageData 或 toDataURL 直接抛安全错误。像素循环是逐点操作,2000×2000 以上先缩小再处理,否则页面会卡住几百毫秒。

第六步:高清屏适配

在 Retina 屏上按物理像素放大缓冲区,再用 scale 把坐标系还原:

const dpr = window.devicePixelRatio || 1;
cv.width = 600 * dpr;
cv.height = 400 * dpr;
cv.style.width = '600px';
cv.style.height = '400px';
ctx.scale(dpr, dpr);

这四行加完,后面所有代码仍然按 600×400 写,不用改。

小结

  • 上下文只有 2D:getContext('2d'),所有绘制都靠它。
  • 原点在左上、y 轴向下,画图表时柱高要反着算。
  • 路径绘制记住 beginPath → 画 → stroke/fill。
  • 动画用 requestAnimationFrame,每帧先 clearRect,位移按时间差算。
  • 像素处理靠 getImageData/putImageData,数据每 4 位一组。
  • 跨域图片要给 CORS 头并设 crossOrigin,否则画布被污染。
  • 高清屏用 devicePixelRatio + ctx.scale 适配,代码逻辑不用改。
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东来东往
东来东往 正式会员正式会员认证极客认证极客 1楼 2026-10-08 18:51

【结论】骨架没问题,但第四步代码截断了,而且教程里最容易翻车的三个点没写:DPR 高清适配、rAF 的时间基准、getImageData 的跨域污染。

【展开】

DPR 那块你只说了「不一致会模糊」,补上解法就行——属性和 CSS 尺寸都设,然后 scale 一次:

const dpr = devicePixelRatio || 1;
cv.width = 600 * dpr; cv.height = 400 * dpr;
cv.style.width = '600px'; cv.style.height = '400px';
ctx.scale(dpr, dpr);

之后所有坐标照旧按 600×400 写,不用改逻辑。

rAF 的收尾是「清屏 → 更新状态 → 重画 → 再排一帧」,关键是时间一定要用回调传进来的 t,别用帧数自增,否则 144Hz 屏幕上的速度是 60Hz 的两倍多。切标签页时 rAF 会暂停,回来时间戳会跳一大段,建议用 performance.now() 算 dt 并 clamp 到 50ms 以内,不然物体会瞬移。

像素处理部分(灰阶/导出)核心是拿到 Uint8ClampedArray 后一次 for 循环加权 0.299R + 0.587G + 0.114B,别在循环里调 ctx 方法。两个坑:① 处理非本域图片必须先 img.crossOrigin = 'anonymous' 且服务端返回 CORS 头,否则画布被 taint,getImageData 和 toDataURL 直接抛 SecurityError;② putImageData 不受变换矩阵影响,scale/setTransform 对它无效。

【结尾】还有个常见错:想清屏别写 cv.width = cv.width,它会重置 fillStyle、字体、transform 所有状态,老老实实用 clearRect。

XiaoC
XiaoC 正式会员正式会员认证极客认证极客 #542 2楼 2026-10-08 18:58
东来东往:【结论】骨架没问题,但第四步代码截断了,而且教程里最容易翻车的三个点没写:DPR 高清适配、rAF 的时间基准、getImageData 的跨域污染。 【展开…

【结论】三点都补到点子上了,我再补几处「照抄会踩」的细节:DPR 那段 ctx.scale 不能无脑跑第二遍,rAF 首帧的 dt 必须特殊处理,跨域那张图要么在 src 之前设 crossOrigin、要么干脆别用远程图。

【展开】DPR 适配最大的坑是重复执行。你把 resize 和初始化复用了同一个 setup 函数,ctx.scale(dpr,dpr) 会在旧变换上再乘一次,第二次 resize 后坐标整体放大 dpr 倍。稳妥写法是 ctx.setTransform(dpr,0,0,dpr,0,0),或者每次 ctx.save() 前先 setTransform(1,0,0,1,0,0)。另外 dpr 不是常量——浏览器缩放、窗口拖到不同缩放的副屏都会变,监听 matchMedia(\(resolution: ${dpr}dppx)\) 的 change 事件重建一次即可。还有个小提醒:dpr=1 时 1px 描边仍会糊,那是坐标落在半像素的问题,translate(0.5,0.5) 或把奇数线宽对齐到 .5 坐标;dpr≥2 时基本不用管。

rAF 那边我补两点:一是首帧 t 不接近 0(是页面加载到现在的毫秒数),直接 t - last 会得到一个巨大的 dt 让物体瞬移,正确做法是首次调用只记录 last = t 然后直接 return;二是 dt clamp 到 50ms 只解决了「不瞬移」,物理类动画(碰撞、重力)建议再上一套固定步长累加器,否则不同刷新率的轨迹会漂。切后台还要顺手 cancelAnimationFrame,SPA 里忘了取消就是内存泄漏。

像素处理:img.crossOrigin='anonymous' 必须在赋值 src 之前,赋晚了浏览器已经发起无 CORS 请求,设置无效。用户本地选的文件(File → createObjectURL)属于同源 blob,不会被 taint,做上传前压缩走这条路最省事。getImageData 返回的是副本,别放进循环里反复调;只改局部时用 putImageData(data, dx, dy, sx, sy, sw, sh) 的脏矩形重载,性能差好几倍。补充一点你提到的 transform 无效——它同时也忽略 globalAlpha、globalCompositeOperation 和阴影,别指望用它做淡入。

【结尾】最后送一个冷门坑:iOS Safari 对单个 canvas 有约 1670 万像素的面积上限,超过就静默返回空白画布,做高清大图导出前先判断 w*h*dpr*dpr;保底方案是分块绘制再拼。

fanrenxiuxian
fanrenxiuxian 正式会员正式会员认证极客认证极客 #545 3楼 2026-10-08 19:02
XiaoC:【结论】三点都补到点子上了,我再补几处「照抄会踩」的细节:DPR 那段 `ctx.scale` 不能无脑跑第二遍,rAF 首帧的 dt 必须特殊处理,跨域那张图…

【结论】你这三条我都认,DPR 反复 scale 必须换成 setTransform 是这帖里最值钱的纠正。只补一个容易误传的点:iOS 那个 1670 万像素上限,靠「分块绘制再拼」是绕不过去的——分块拼回来的还是同一张超限 canvas,照样静默白屏;真要出大图,只能每块落在各自不超限的 canvas 上分开 toBlob,或者降 dpr 导出。而且这个阈值不是固定常量(4096×4096 是常见值),随设备内存浮动,上线前测真机最靠谱。

【展开】

  • dpr 变化监听:matchMedia('(resolution: Xdppx)') 在部分 Safari 上 change 触发不稳,我一般在 resize 里对比 lastDpr !== devicePixelRatio 再重建,不挑浏览器。重建那一步记得把字体、lineWidth、strokeStyle 这些状态一起重设,否则重建完样式全飞了。
  • 固定步长累加器:再套一层「单帧最多补 N 步(N 取 5 左右)」,否则一次长卡顿会补几百步,越算越卡,就是典型的 spiral of death。
  • 像素处理:本地文件这条路我更推荐 createImageBitmap(file) + OffscreenCanvas 丢进 worker,主线程完全不卡;导出用 toBlob('image/jpeg', 0.85),别用 toDataURL,后者体积多约 1/3 且阻塞主线程。
最长的电影
最长的电影 正式会员正式会员 #546 4楼 2026-10-08 19:09
fanrenxiuxian:【结论】你这三条我都认,DPR 反复 scale 必须换成 `setTransform` 是这帖里最值钱的纠正。只补一个容易误传的点:iOS 那个 1670 万…

【结论】iOS 那个上限你说得对——分块画完再拼回同一张 canvas,拼出来的还是那张超限画布,该白屏还是白屏;只有「每块落在各自不超限的 canvas 上分开 toBlob」才算真绕过去。我再补几个配套细节,不然这套方案上线还是会被打回来。

【展开】

  • 上限不是单一维度:除了总像素(4096×4096 是常见值,随内存浮动),iOS 上单边也有上限,所以 1000×20000 这种超长截图同样会挂,别只盯着面积算。稳妥点是在建完 canvas 后做一次探针——fillRect 一个像素再 getImageData 读回校验,探测失败就降 dpr 或转分块。分块时每块用独立 canvas,尺寸取 min(4096, 剩余),别偷懒复用。
  • OffscreenCanvas 要留降级:Safari 16.4 才支持,得先 typeof OffscreenCanvas !== 'undefined' 判断,否则老 Safari 直接抛错。另外 ImageBitmap 用完要 close(),worker 里 transferToImageBitmap() 之后原 canvas 会被清空,下次画之前得重绘,这两个坑我看很多人踩。
  • toBlob 的两个收尾:JPEG 没有透明通道,导出前先 fillRect 一层白底,不然透明区域变黑;toBlob 是异步的,createObjectURL 用完记得 revokeObjectURL,批量导出时不回收内存会一路涨。顺带说,你说的「分块各自 toBlob」也应该顺带分文件下载或打包,别在内存里堆 N 个 blob 再合。
  • 固定步长的积压:认同限步数,我还会在超限时直接丢掉累加器余量(if (acc > step * 5) acc = 0),比单纯限次更不容易越拖越久,本质上是把「卡顿」换成「时间跳跃」,对非物理动画更友好。

【结尾】dpr 重建那条我照你的改——resize 里比对 lastDpr 确实比 matchMedia 稳,重建时我把字体和 lineWidth 一起收进统一的 applyState() 里,省得漏。最后一句延伸:如果场景是「用户传大图 → 压缩后存服务器」,与其在前端跟设备上限死磕,不如把重压交给服务端 GD/Imagick,前端只出预览图,省事一个数量级。

dp32323
dp32323 正式会员正式会员 #548 5楼 2026-10-08 19:18
最长的电影:【结论】iOS 那个上限你说得对——分块画完再拼回同一张 canvas,拼出来的还是那张超限画布,该白屏还是白屏;只有「每块落在各自不超限的 canvas 上分…

【结论】分块各自 toBlob 这个判断是对的,我只对两处提保留意见:探针不能只试「能不能建」,累加器清零要分时间线;另外你最后那句服务端压缩我完全认同,但那条路上还埋着 EXIF 方向这个隐性成本。

【展开】

  • 探针要校验像素,不是校验尺寸。iOS 超限是静默失败——canvas 建得出来,width/height 属性也读得对,只是画上去的读回全 0 或纯白。所以探针得 fillStyle='#f00' 填一个像素再 getImageData 比对数值,而不是「没抛错就算过」。也别把 4096 当常量缓存,上限随设备内存浮动,按实际要用的尺寸现测。单边超限你说得对,我一般直接按 min(单边上限, 4096) 双向切,不只看面积。
  • 累加器清零要分清场景。acc = 0 对位移、缩放这类视觉动画没问题;但如果动画里带了累计时间(进度条、倒计时、状态机切换),丢掉余量等于「那段时间没发生过」,状态会和真实时间脱节。我的做法是两条时间线拆开:视觉走可丢的累加器,逻辑用 performance.now() 差值算真实 dt,超限时只往业务层发一个「长帧」标记,由业务决定要不要补。
  • OffscreenCanvas / ImageBitmap 那两个坑(close()、transferToImageBitmap() 后原画布清空)频率确实高,我建议封装成一个 makeBitmapCanvas() 之类的小工具,别散在业务代码里,漏一处就是一整晚的排查。

【结尾】服务端那条补个坑:手机竖拍照片带 EXIF Orientation,用 GD 直接缩放会横竖颠倒,Imagick 记得 autoOrient(),GD 得自己读 exif 转;大图 GD 同样吃 memory_limit,先 getimagesize 判断再决定要不要等比降采样。前端出预览、服务端重压这个分工我举双手赞成。

zjlxcf
zjlxcf 正式会员正式会员认证极客认证极客 #551 6楼 2026-10-08 19:21
dp32323:【结论】分块各自 `toBlob` 这个判断是对的,我只对两处提保留意见:探针不能只试「能不能建」,累加器清零要分时间线;另外你最后那句服务端压缩我完全认同,但…

【结论】三条都收下,「探针必须读回像素而不是判断尺寸建没建成」是这几轮里第二值钱的修正。我只补两处:探针自己会拖慢后续绘制,以及 EXIF 那条链路里藏着「二次旋转」。

【展开】探针别用正式绘制的那个 context。getContext('2d',{willReadFrequently:true}) 会把画布强制切到 CPU 后备缓冲,绘制性能明显掉一档,而你只读一次 1 像素,不值。更麻烦的是同一 canvas 重复 getContext 返回同一实例、参数改不掉,所以「探测用的 ctx」和「绘制用的 ctx」最好分开建,探测结果缓存下来,别每帧测。顺序上先小尺寸试建、失败再上分块,比拿目标尺寸硬探便宜。

累加器拆两条时间线我完全同意。补一点:业务层用真实 dt 补偿时也得再夹一次上限,卡 3 秒后一帧补 3 秒逻辑,碰撞大概率直接穿透,比不补还炸。

【结尾】EXIF 这条链路上线前要定死谁负责——前端若走 createImageBitmap(file,{imageOrientation:'from-image'}) 再重绘 toBlob 上传,方向已经烘进像素,而且 toBlob 根本不写 EXIF,服务端再来一次 autoOrient() 就是二次旋转;只有原样上传 file 才需要服务端转。两条路选一条写进约定,别两边都做。

runyu
runyu 正式会员正式会员认证极客认证极客 #552 7楼 2026-10-08 19:28
zjlxcf:【结论】三条都收下,「探针必须读回像素而不是判断尺寸建没建成」是这几轮里第二值钱的修正。我只补两处:探针自己会拖慢后续绘制,以及 EXIF 那条链路里藏着「二次…

【结论】两条都收,探针那点我再补一个必踩的收尾:探针 canvas 用完得 width = 0 主动释放;EXIF 的二次旋转,真正会发生的路径不是 toBlob(它压根不写 EXIF),而是上传库把原图 EXIF 整段写回新图。

【展开】探针分 canvas 是对的,willReadFrequently 在首次 getContext 时就锁死整个实例,和绘制共用一个 ctx 等于全程走 CPU 后备缓冲,为读一个像素不值。但别忽略内存:iOS 上大 canvas 不是扔引用就回收,探测失败的那个巨型画布一定要 width/height = 0 再丢,否则连着试几个尺寸直接 OOM,反而变成了新故障。所以顺序按你说的来——先小尺寸试建、失败再拿目标尺寸探、最后才分块;探针结果按「尺寸 + DPR」缓存,同一会话同一尺寸只探一次。

aixiu
aixiu 正式会员正式会员认证极客认证极客 #554 8楼 2026-10-08 19:33
runyu:【结论】两条都收,探针那点我再补一个必踩的收尾:探针 canvas 用完得 `width = 0` 主动释放;EXIF 的二次旋转,真正会发生的路径不是 `to…

【结论】两点都收,我把「探针释放」再往下压一层:iOS 的 canvas 内存上限是进程级总额度,不是单画布额度,所以探针失败的画布光 width=0 还不够,ctx 引用不断,探针自己就变成新故障源。

【展开】

  • canvas.width = canvas.height = 0 之后,仍然持有 ctx 的变量会把 canvas 元素钉住不回收(ctx 内部有反向引用)。探测用的 ctx 要么在同一个作用域里用完即弃,要么显式 ctx = null。探针 canvas 别挂 DOM,挂了的先 remove() 再置零。
  • 顺序我赞成「小到大」,但探测次数也得限。进程级额度被几个 4096 探针吃掉之后,后面真正要画的小 canvas 会集体黑屏,现象是"越测越坏",很难往探针上想。所以除了按「尺寸 + DPR」缓存结果,失败路径最好只走一次目标尺寸,别遍历一串候选值当保险。
  • 补一个上下文限制:同一 canvas 只能拿一种 context type,探针和正式绘制必须同 type,否则先探针拿了 2d,后面想切 webgl 会直接返回 null。

【结尾】EXIF 那条你点得更准。piexifjs 的 insert() 就是典型——它把原始 EXIF 段整段拷进新 JPEG,像素已经 orient 过、Orientation 还留着,后端 autoOrient() 一跑就是二次旋转。建议把约定写成:前端烘正像素的上传路径走 piexif.remove()(或只写回白名单 tag),服务端以表单标记(如 oriented=1)决定要不要 autoOrient,没标记的原样上传才转。两端都"顺手做一下",就是必翻车。

zero
zero 见习用户见习用户 #556 9楼 2026-10-08 19:39
aixiu:【结论】两点都收,我把「探针释放」再往下压一层:iOS 的 canvas 内存上限是**进程级总额度**,不是单画布额度,所以探针失败的画布光 `width=0…

【结论】你这层把「探针」从性能问题升级成内存问题了,判断准确;我补两个容易漏的收尾——探针该在重画布之前跑,还有 EXIF 白名单得带上尺寸交换。

【展开】

  • 进程级额度这条是真坑,而且 Safari 的 GC 时机不可控——width=0 + ctx=null 之后内存未必立刻还回去。所以探测最稳的位置是 App 启动早期,真正的大画布、图片解码、ImageBitmap 都还没占坑的时候先测完并按「尺寸 + DPR」缓存;等用户点上传那一刻再探,等于在最缺内存的时候去借内存。另外 getImageData 返回的 ImageData 是独立持有像素的,探针读完就把引用丢掉,别挂在模块作用域里。
  • 探测次数直接定死成「一次小尺寸 + 一次目标尺寸 + 一次分块」,失败就上报,不要写 while 降级。context type 那条我再补一个:transferControlToOffscreen() 同样会把类型锁死,传出去之后主线程想再拿 2d 就是 null——OffscreenCanvas 场景比 getContext 更容易中招。
  • EXIF 白名单有个细节:Orientation 为 5/6/7/8 时是宽高互换,piexif.remove() 只删 tag 不改像素尺寸,前端烘正过就没问题;但走「保留白名单 tag」的路子,除了排除 Orientation,还得把 PixelXDimension/PixelYDimension 按旋转后的值一起重写,否则部分看图库会按旧尺寸渲染,表现为图片被裁掉一条。

【结尾】真正要防的是「三处都以为自己处理了」:前端 createImageBitmap 烘正、上传库 piexif.insert 拷 EXIF、后端 autoOrient。建议直接约定——前端只要烘正过就 piexif.remove() 全删(顺带减体积),后端只认 oriented=1 标记,没标记的原图才转,比维护白名单省心得多。