canvas js 绘图插件_用初中数学知识撸一个canvas环形进度条

周末好，今天给大家带来一款接地气的环形进度条组件

vue-awesome-progress

。近日被设计小姐姐要求实现这么一个环形进度条效果，大体由四部分组成，分别是底色圆环，进度弧，环内文字，进度圆点。设计稿截图如下：

我的第一反应还是找现成的组件，市面上很多组件都实现了前3点，独独没找到能画进度圆点的组件，不然稍加定制也能复用。既然没有现成的组件，只有自己用

vue + canvas

撸一个了。

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效果图

先放个效果图，然后再说下具体实现过程，各位看官且听我慢慢道来。

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安装与使用

源码地址

，欢迎

star

和提

issue

。

安装

npm install --save vue-awesome-progress

使用

全局注册

import Vue from 'vue'
import VueAwesomeProgress from "vue-awesome-progress"
Vue.use(VueAwesomeProgress)

局部使用

import VueAwesomeProgress from "vue-awesome-progress"

export default {
    components: {
        VueAwesomeProgress
    },
    // 其他代码
}

script标签引入组件

同时也支持直接使用

script

标签引入哦，满足有这部分需求的朋友。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <script src="https://cdn.bootcss.com/vue/2.6.10/vue.min.js"></script>
  <script src="path-to/vue-awesome-progress.min.js"></script>
</head>
<body>
  <div id="app"></div>
  <script>
    new Vue({
      el: "#app",
      template: '<vue-awesome-progress :percentage="40"></vue-awesome-progress>'
    })
  </script>
</body>
</html>

静态展示

任何事都不是一蹴而就的，我们首先来实现一个静态的效果，然后再实现动画效果，甚至是复杂的控制逻辑。

确定画布大小

第一步是确定画布大小。从设计稿我们可以直观地看到，整个环形进度条的最外围是由进度圆点确定的，而进度圆点的圆心在圆环圆周上。

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因此我们得出伪代码如下：

// canvasSize: canvas宽度/高度
// outerRadius: 外围半径
// pointRadius: 圆点半径
// pointRadius: 圆环半径
canvasSize = 2 * outerRadius = 2 * (pointRadius + circleRadius)

据此我们可以定义如下组件属性：

props: {
  circleRadius: {
    type: Number,
    default: 40
  },
  pointRadius: {
    type: Number,
    default: 6
  }
},
computed: {
  // 外围半径
  outerRadius() {
    return this.circleRadius + this.pointRadius
  },
  // canvas宽/高
  canvasSize() {
    return 2 * this.outerRadius + 'px'
  }
}

那么

canvas

大小也可以先进行绑定了

<template>
    <canvas ref="canvasDemo" :width="canvasSize" :height="canvasSize" />
</template>

获取绘图上下文

getContext('2d')

方法返回一个用于在

canvas

上绘图的环境，支持一系列

2d

绘图

API

。

mounted() {
  // 在$nextTick初始化画布，不然dom还未渲染好
  this.$nextTick(() => {
    this.initCanvas()
  })
},
methods: {
  initCanvas() {
    var canvas = this.$refs.canvasDemo;
    var ctx = canvas.getContext('2d');
  }
}

画底色圆环

完成了上述步骤后，我们就可以着手画各个元素了。我们先画圆环，这时我们还要定义两个属性，分别是圆环线宽

circleWidth

和圆环颜色

circleColor

。

circleWidth: {
  type: Number,
  default: 2
},
circleColor: {
  type: String,
  default: '#3B77E3'
}

canvas

提供的画圆弧的方法是

ctx.arc()

，需要提供圆心坐标，半径，起止弧度，是否逆时针等参数。

ctx.arc(x, y, radius, startAngle, endAngle, anticlockwise);

我们知道，

Web

网页中的坐标系是这样的，从绝对定位的设置上其实就能看出来（

top

，

left

设置正负值会发生什么变化），而且原点

(0, 0)

是在盒子（比如说

canvas

）的左上角哦。

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对于角度而言，

0°

是

轴正向，默认是顺时针方向旋转。

圆环的圆心就是

canvas

的中心，所以

取

outerRadius

的值就可以了。

ctx.strokeStyle = this.circleColor;
ctx.lineWidth = this.circleWidth;
ctx.beginPath();
ctx.arc(this.outerRadius, this.outerRadius, this.circleRadius, 0, this.deg2Arc(360));
ctx.stroke();

注意

arc

传的是弧度参数，而不是我们常理解的

360°

这种概念，因此我们需要将我们理解的

360°

转为弧度。

// deg转弧度
deg2Arc(deg) {
  return deg / 180 * Math.PI
}

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画文字

调用

fillText

绘制文字，利用

canvas.clientWidth / 2

和

canvas.clientWidth / 2

取得中点坐标，结合控制文字对齐的两个属性

textAlign

和

textBaseline

，我们可以将文字绘制在画布中央。文字的值由

label

属性接收，字体大小由

fontSize

属性接收，颜色则取的

fontColor

。

if (this.label) {
  ctx.font = `${this.fontSize}px Arial,"Microsoft YaHei"`
  ctx.fillStyle = this.fontColor;
  ctx.textAlign = 'center'
  ctx.textBaseline = 'middle'
  ctx.fillText(this.label, canvas.clientWidth / 2, canvas.clientWidth / 2);
}

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画进度弧

支持普通颜色和渐变色，

withGradient

默认为

true

，代表使用渐变色绘制进度弧，渐变方向我默认给的从上到下。如果希望使用普通颜色，

withGradient

传

false

即可，并可以通过

lineColor

自定义颜色。

if (this.withGradient) {
  this.gradient = ctx.createLinearGradient(this.circleRadius, 0, this.circleRadius, this.circleRadius * 2);
  this.lineColorStops.forEach(item => {
    this.gradient.addColorStop(item.percent, item.color);
  });
}

其中

lineColorStops

是渐变色的颜色偏移断点，由父组件传入，可传入任意个颜色断点，格式如下：

colorStops2: [
  { percent: 0, color: '#FF9933' },
  { percent: 1, color: '#FF4949' }
]

画一条从上到下的进度弧，即

270°

到

90°

ctx.strokeStyle = this.withGradient ? this.gradient : this.lineColor;
ctx.lineWidth = this.lineWidth;
ctx.beginPath();
ctx.arc(this.outerRadius, this.outerRadius, this.circleRadius, this.deg2Arc(270), this.deg2Arc(90));
ctx.stroke();

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其中

lineWidth

是弧线的宽度，由父组件传入

lineWidth: {
  type: Number,
  default: 8
}

画进度圆点

最后我们需要把进度圆点补上，我们先写死一个角度

90°

，显而易见，圆点坐标为

(this.outerRadius, this.outerRadius + this.circleRadius)

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画圆点的代码如下：

ctx.fillStyle = this.pointColor;
ctx.beginPath();
ctx.arc(this.outerRadius, this.outerRadius + this.circleRadius, this.pointRadius, 0, this.deg2Arc(360));
ctx.fill();

其中

pointRadius

是圆点的半径，由父组件传入：

pointRadius: {
  type: Number,
  default: 6
}

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角度自定义

当然，进度条的角度是灵活定义的，包括开始角度，结束角度，都应该由调用者随意给出。因此我们再定义一个属性

angleRange

，用于接收起止角度。

angleRange: {
  type: Array,
  default: function() {
    return [270, 90]
  }
}

有了这个属性，我们就可以随意地画进度弧和圆点了，哈哈哈哈。

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老哥，这种圆点坐标怎么求？

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噗......看来高兴过早了，最重要的是根据不同角度求得圆点的圆心坐标，这让我顿时犯了难。

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经过冷静思考，我脑子里闪过了一个利用正余弦公式求坐标的思路，但前提是坐标系原点如果在圆环外接矩形的左上角才好算。仔细想想，冇问题啦，我先给坐标系平移一下，最后求出来结果，再补个平移差值不就行了嘛。

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画图工具不是很熟练，这里图没画好，线歪了，请忽略细节。

好的，我们先给坐标系向右下方平移

pointRadius

，最后求得结果再加上

pointRadius

就好了。伪代码如下：

// realx：真实的x坐标
// realy：真实的y坐标
// resultx：平移后求取的x坐标
// resultx：平移后求取的y坐标
// pointRadius 圆点半径
realx = resultx + pointRadius
realy = resulty + pointRadius

求解坐标的思路大概如下，分四个范围判断，得出求解公式，应该还可以化简，不过我数学太菜了，先这样吧。

getPositionsByDeg(deg) {
    let x = 0;
    let y = 0;
    if (deg >= 0 && deg <= 90) {
        // 0~90度
        x = this.circleRadius * (1 + Math.cos(this.deg2Arc(deg)))
        y = this.circleRadius * (1 + Math.sin(this.deg2Arc(deg)))
    } else if (deg > 90 && deg <= 180) {
        // 90~180度
        x = this.circleRadius * (1 - Math.cos(this.deg2Arc(180 - deg)))
        y = this.circleRadius * (1 + Math.sin(this.deg2Arc(180 - deg)))
    } else if (deg > 180 && deg <= 270) {
        // 180~270度
        x = this.circleRadius * (1 - Math.sin(this.deg2Arc(270 - deg)))
        y = this.circleRadius * (1 - Math.cos(this.deg2Arc(270 - deg)))
    } else {
        // 270~360度
        x = this.circleRadius * (1 + Math.cos(this.deg2Arc(360 - deg)))
        y = this.circleRadius * (1 - Math.sin(this.deg2Arc(360 - deg)))
    }
    return { x, y }
}

最后再补上偏移值即可。

const pointPosition = this.getPositionsByDeg(nextDeg);
ctx.arc(pointPosition.x + this.pointRadius, pointPosition.y + this.pointRadius, this.pointRadius, 0, this.deg2Arc(360));

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这样，一个基本的

canvas

环形进度条就成型了。

动画展示

静态的东西逼格自然是不够的，因此我们需要再搞点动画效果装装逼。

基础动画

我们先简单实现一个线性的动画效果。基本思路是把开始角度和结束角度的差值分为

段，利用

window.requestAnimationFrame

依次执行动画。

比如从

30°

到

90°

，我给它分为6段，每次画

10°

。要注意

canvas

画这种动画过程一般是要重复地清空画布并重绘的，所以第一次我画的弧线范围就是

30°~40°

，第二次我画的弧线范围就是

30°~50°

，以此类推......

基本的代码结构如下，具体代码请参考

vue-awesome-progress

v1.1.0

版本，如果顺手帮忙点个

star

也是极好的。

animateDrawArc(canvas, ctx, startDeg, endDeg, nextDeg, step) {
  window.requestAnimationFrame(() => {
    // 清空画布
    ctx.clearRect(0, 0, canvas.clientWidth, canvas.clientHeight);
    // 求下一个目标角度
    nextDeg = this.getTargetDeg(nextDeg || startDeg, endDeg, step);
    // 画圆环
    // 画文字
    // 画进度弧线
    // 画进度圆点
    if (nextDeg !== endDeg) {
      // 满足条件继续调用动画，否则结束动画
      this.animateDrawArc(canvas, ctx, startDeg, endDeg, nextDeg, step)
    }
  }
}

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缓动效果

线性动画显得有点单调，可操作性不大，因此我考虑引入贝塞尔缓动函数

easing

，并且支持传入动画执行时间周期

duration

，增强了可定制性，使用体验更好。这里不列出实现代码了，请前往

vue-awesome-progress

查看。

<vue-awesome-progress label="188人" :duration="10" easing="0,0,1,1" />

<vue-awesome-progress
  label="36℃"
  circle-color="#FF4949"
  :line-color-stops="colorStops"
  :angle-range="[60, 180]"
  :duration="5"
/>

// 省略部分...

<vue-awesome-progress label="188人" easing="1,0.28,0.17,0.53" :duration="10" />

<vue-awesome-progress
  label="36℃"
  circle-color="#FF4949"
  :line-color-stops="colorStops"
  :angle-range="[60, 180]"
  :duration="5"
  easing="0.17,0.67,0.83,0.67"
/>

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可以看到，当传入不同的动画周期

duration

和缓动参数

easing

时，动画效果各异，完全取决于使用者自己。

其他效果

当然根据组件支持的属性，我们也可以定制出其他效果，比如不显示文字，不显示圆点，弧线线宽与圆环线宽一样，不使用渐变色，不需要动画，等等。我们后续也会考虑支持更多能力，比如控制进度，数字动态增长等！具体使用方法，请参考

vue-awesome-progress

。

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更新日志

2020年04月10日更新

支持进度控制，只需要修改组件的属性值

percentage

即可。

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2019年11月10日更新

由于我从业务场景出发做了这个组件，没有考虑到大部分场景都是传百分比控制进度的，因此在

v1.4.0

版本做了如下修正：

废弃 angle-range ，改用 percentage 控制进度，同时提供 start-deg 属性控制起始角度；
with-gradient 改为 use-gradient
通过 show-text 控制是否显示进度文字
支持通过 format 函数自定义显示文字的规则

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结语

写完这个组件有让我感觉到，程序员最终不是输给了代码和技术的快速迭代，而是输给了自己的逻辑思维能力和数学功底。就

vue-awesome-progress

这个组件而言，根据这个思路，我们也能迅速开发出适用于

React

，

Angular

以及其他框架生态下的组件。工作三年有余，接触了不少框架和技术，经历了

MVVM

，

Hybrid

，

小程序

，

跨平台

，

大前端

，

serverless

的大火，也时常感慨“学不动了”，在这个快速演进的代码世界里常常感到失落。好在自己还没有丢掉分析问题的能力，而不仅仅是调用各种

API

和插件，这可能是程序员最宝贵的财富吧。前路坎坷，我辈当不忘初心，愿你出走半生，归来仍是少年！

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效果图

安装与使用

安装

使用

全局注册

局部使用

script标签引入组件

静态展示

确定画布大小

获取绘图上下文

画底色圆环

画文字

画进度弧

画进度圆点

角度自定义

动画展示

基础动画

缓动效果

其他效果

更新日志

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