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Vamos Chamá-lo (Superfície) De Desenho

 

Mergulhando

HTML 5 define o elemento <canvas> como “uma tela bitmap de resolução dependente que pode ser usada para renderizar gráficos, jogos, ou outras imagens em tempo real.” A tag canvas é um retângulo na sua página, onde você pode usar JavaScript para desenhar o que você quiser.

Suporte Básico ao <canvas>
IEFirefoxSafariChromeOperaiPhoneAndroid
7.0+*3.0+3.0+3.0+10.0+1.0+1.0+
* Internet Explorer 7 e 8 necessitam da biblioteca explorercanvas. Internet Explorer 9 suporta <canvas> nativamente.

Então como o canvas se parece? Com nada, sério. O elemento <canvas> não tem conteúdo nem borda.

 ↜ Canvas Invisível

Sua sintaxe se assemelha a isso:

<canvas width="300" height="225"></canvas>

Vamos adicionar uma borda pontilhada, então você pode ver com o que estamos lidando.

 ↜ Canvas com borda

Você pode ter mais de um elemento <canvas> na mesma página. Cada canvas será mostrado no DOM, e cada um mantém seu próprio estado. Se você der para cada canvas um atributo id, você pode acessá-lo como qualquer outro elemento.

Vamos expandir nosso exemplo de canvas para incluir o atributo id:

<canvas id="a" width="300" height="225"></canvas>

Agora você pode encontrar facilmente este <canvas> dentro do DOM.

var a_canvas = document.getElementById("a");

Formas simples

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7.0+*3.0+3.0+3.0+10.0+1.0+1.0+
* Internet Explorer 7 e 8 necessitam da biblioteca explorercanvas. Internet Explorer 9 suporta <canvas> nativamente.

Todo canvas começa em branco. Que chato! Vamos desenhar alguma coisa.

 ⇜ Clique para desenhar nesse canvas

O evento onclick dispara essa função:

function draw_b() {
  var b_canvas = document.getElementById("b");
  var b_context = b_canvas.getContext("2d");
  b_context.fillRect(50, 25, 150, 100);
}

A 1ª linha dessa função não é nada de especial; apenas encontra o elemento <canvas> no DOM.

E então temos isso  

function draw_b() {
  var b_canvas = document.getElementById("b");
  var b_context = b_canvas.getContext("2d");
  b_context.fillRect(50, 25, 150, 100);
}

man drawing in front of a mirror

Todo canvas possui um contexto de desenho, que é onde toda diversão acontece. Uma vez tendo encontrado o elemento <canvas> no DOM (ao usar document.getElementById() ou qualquer método que você queira), você chama seu método getContext(). Você deve passar a string "2d" para o método getContext().

P: Existe um canvas 3-D?
R: Ainda não. Fornecedores têm experimentado suas próprias APIs para canvas tridimensionais, mas nenhuma se tornou padrão ainda. De acordo com a especificação da HTML5, “Uma futura versão dessa especificação irá provavelmente definir um contexto 3d.”

Então você tem o elemento <canvas> e seu contexto de desenho. O contexto de desenho é onde todos os métodos e propriedades do desenho são definidos. Há um bando de propriedades e métodos dedicados ao desenho de retângulos:

Pergunte ao Professor Marcação

P: Eu posso “resetar” um canvas?
R: Sim. Definindo a altura e a largura de um elemento <canvas> irá apagar seu conteúdo e resetar todas as propriedades do seu contexto de desenho para os valores padrão. Você sequer precisa alterar a largura; você pode simplesmente definir ele para seu valor atual, como em:

var b_canvas = document.getElementById("b");
b_canvas.width = b_canvas.width;

Voltando para amostra de código vista no exemplo anterior…

Desenhe um retângulo ⇝ 

var b_canvas = document.getElementById("b");
var b_context = b_canvas.getContext("2d");
b_context.fillRect(50, 25, 150, 100);

Chamando o método fillRect() desenha-se um retângulo e o preenche com o estilo de preenchimento atual, no qual é preto até você alterar isso. Um retângulo é limitado por seu canto superior esquerdo (50, 25), sua largura (150), e sua altura (100). Para ter uma visão melhor de como isso funciona, vamos ver o sistema de coordenadas desse canvas.

Coordenadas do Canvas

O canvas é uma grade bidimensional. A coordenada (0, 0) fica no canto superior esquerdo do canvas. Ao longo do eixo X, os valores aumentam em direção à borda direita da tela. Ao longo do eixo Y, os valores aumentam em direção à borda de baixo do canvas.

Diagrama de coordenadas do Canvas

O diagrama de coordenadas foi desenhado com o elemento <canvas>. Ele compreende:

Primeiro temos que definir o elemento <canvas>. O elemento <canvas> define a largura (width), a altura (height) e o identificador (id) para que possamos encontrá-lo mais tarde.

<canvas id="c" width="500" height="375"></canvas>

Depois nós precisamos encontrar o elemento <canvas> no DOM e buscar seu contexto de desenho.

var c_canvas = document.getElementById("c");
var context = c_canvas.getContext("2d");

Agora podemos começar a desenhar as linhas.

Caminhos

IEFirefoxSafariChromeOperaiPhoneAndroid
7.0+*3.0+3.0+3.0+10.0+1.0+1.0+
* Internet Explorer 7 e 8 necessitam da biblioteca explorercanvas. Internet Explorer 9 suporta caminhos do <canvas> nativamente.

gerbil sitting on a chair with a quill and ink jar

Imagine que você está desenhando um quadro com tinta. Você não quer começar mergulhando e desenhando o quadro com a tinta, isso porque você pode cometer um erro. Ao invés disso, você rascunha as linhas e curvas com um lápis, e quando você estiver feliz com aquilo, irá traçar com tinta por cima do rascunho.

Cada canvas tem um caminho. Definir um caminho é como desenhar com um lápis. Você pode desenhar o que quiser, mas não irá fazer do produto final até que você pegue a pena e trace seu caminho com tinta.

Para desenhar linhas retas com lápis, use os dois métodos seguintes:

  1. moveTo(x, y) move o lápis para o ponto inicial especificado.
  2. lineTo(x, y) desenha a linha para o ponto final especificado.

Quanto mais você chamar moveTo() e lineTo(), maior será o tamanho do caminho. Esses são métodos “lápis” — você pode chamá-los o quanto quiser, mas você não irá ver nada no canvas até que você invoque os métodos “tinta”.

Vamos começar desenhando nossa grade esbranquiçada.

for (var x = 0.5; x < 500; x += 10) {
  context.moveTo(x, 0);
  context.lineTo(x, 375);
}

 ⇜ Desenha as linhas verticais

for (var y = 0.5; y < 375; y += 10) {
  context.moveTo(0, y);
  context.lineTo(500, y);
}

 ⇜ Desenha as linhas horizontais

Esses foram todos métodos “lápis”. Nada foi desenhado no canvas ainda. Nós precisamos de um método “tinta” para tornar isso permanente.

context.strokeStyle = "#eee";
context.stroke();

stroke() é um dos métodos “tinta”. Ele pega o caminho complexo que você definiu com todos aqueles moveTo() e lineTo(), e realmente desenha eles no canvas. O strokeStyle controla a cor das linhas. Esse é o resultado:

Pergunte ao Professor Marcação

P: Por que você começou com x e y com 0.5? Por que não 0?
R: Imagine cada pixel como um grande quadrado. As coordenadas inteiras (0, 1, 2…) são arestas desse quadrado. Se você desenhar uma linha com uma unidade de largura entre coordenadas inteiras, ele irá sobrepor lados opostos do quadrado de pixel, e a linha resultante será desenhada com dois pixels de largura. Para desenhar uma linha que tenha apenas um pixel de largura, você precisa mudar as coordenadas para 0.5 perpendicular à direção da linha.

Por exemplo, se você tentar desenhar a linha de (1, 0) para (1, 3), o navegador irá desenhar a linha cobrindo 0.5 pixels da tela em ambos os lados x=1. A tela não consegue exibir meio pixel, então irá expandir a linha para cobrir um total de dois pixels:

A line from (1,0) to (1,3) is drawn 2 pixels wide

Mas se você tentar desenhar uma linha de (1.5, 0) para (1.5, 3), o navegador irá desenhar a linha cobrindo 0.5 pixels da tela em ambos os lados x=1.5, o que resulta na verdade em uma linha de 1 pixel de largura:

A line from (1.5,0) to (1.5,3) is draw 1 pixel wide

Agradecimentos ao Jason Johnson por prover esses diagramas.

Agora vamos desenhar a flecha horizontal. Todas as linhas e curvas no caminho são desenhadas com a mesma cor (ou degradê — sim, nós vamos chegar nisso em breve). Nós queremos desenhar a flecha com uma tinta de cor diferente — preta ao invés de esbranquiçada — então vamos precisar de um novo caminho.

Um novo caminho

context.beginPath();
context.moveTo(0, 40);
context.lineTo(240, 40);
context.moveTo(260, 40);
context.lineTo(500, 40);
context.moveTo(495, 35);
context.lineTo(500, 40);
context.lineTo(495, 45);

A flecha vertical é praticamente igual. Já que a flecha vertical utiliza a mesma cor que a flecha horizontal, nós não vamos precisar criar um novo caminho. As duas flechas farão parte de um mesmo caminho.

context.moveTo(60, 0);
context.lineTo(60, 153);
context.moveTo(60, 173);
context.lineTo(60, 375);
context.moveTo(65, 370);
context.lineTo(60, 375);
context.lineTo(55, 370);

 ↜ Não é um novo caminho

Eu disse que essas flechas serão pretas, mas o strokeStyle continua esbranquiçado. (O fillStyle e o strokeStyle não são resetados quando você começa um novo caminho.) Tudo bem, porque nós vamos apenas rodar uma série de métodos “lápis”. Mas antes de desenhar de verdade, na “tinta”, nós vamos precisar definir o strokeStyle para preto. Caso contrário, essas duas flechas ficarão esbranquiçadas, e nós dificilmente vamos ser capazes de vê-las! As seguintes linhas mudam a cor para preto e desenham as linhas no canvas:

context.strokeStyle = "#000";
context.stroke();

E o resultado:

Texto

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7.0+*3.0+3.0+3.0+10.0+1.0+1.0+
* Internet Explorer 7 e 8 necessitam da biblioteca explorercanvas. Internet Explorer 9 suporta <canvas> nativamente.
† Mozilla Firefox 3.0 necessita uma biblioteca compatível.

Em adição ao desenho de linhas com canvas, você também pode desenhar texto com um canvas. Diferentemente do texto em torno de uma página web, não há box model. Isso significa que nenhuma das técnicas familiares de layout em CSS são válidas: sem floats, sem margins, sem padding, sem word wrapping. (Talvez você pense que isso é uma boa coisa!) Você pode definir alguns poucos atributos de fonte, depois pode pegar um ponto no canvas e começar a desenhar seu texto ali.

Os atributos de fonte a seguir estão disponíveis no contexto do desenho:

textBaseline é complicado, porque texto é complicado (Inglês não é, mas você pode desenhar qualquer caracter Unicode que queira no canvas, e Unicode é complicado). A especificação da HTML5 explica os diferentes textBaselines:

A parte superior do quadrado 'em' fica aproximadamente na parte superior dos glifos em uma fonte, a linha de base é pendurada no lugar onde alguns glifos como são âncoradas, o meio é metade do caminho entre a parte superior do quadrado 'em' e a base do quadrado 'em', a linha de base alfabética é onde os caracteres como Á, ÿ, f, e Ω são âncorados, a linha de base ideográfica é onde glifos como e são âncorados, e a base do quadrado 'em' fica aproximadamente na base do glifo em uma fonte. O topo e a base da caixa delimitadora podem ser longe das linhas de base, devido a glifos que se estendem muito além do quadrado.

diagram of different values of the textBaseline property

Para alfabetos simples como o Inglês, você pode usar com segurança o top, middle, ou bottom para a propriedade textBaseline.

Vamos desenhar algum texto! O texto desenhado dentro do canvas herda o tamanho da fonte e o estilo do próprio elemento <canvas>, você pode sobrescrever isso definindo a propriedade font para o contexto de desenho.

context.font = "bold 12px sans-serif";
context.fillText("x", 248, 43);
context.fillText("y", 58, 165);

 ↜ Altera o estilo da fonte

O método fillText() desenha o texto de fato.

context.font = "bold 12px sans-serif";
context.fillText("x", 248, 43);
context.fillText("y", 58, 165);

 ⇜ Desenha o texto

Pergunte ao Professor Marcação

P: Posso usar tamanhos de fontes relativos para desenhar texto em um canvas?
R: Sim. Como qualquer outro elemento HTML na sua página, o próprio elemento <canvas> computa o tamanho da fonte baseado nas regras CSS da sua página. Se você definir a propriedade context.font para um tamanho relativo de fonte como 1.5em ou 150%, seu navegador irá manipular isso para o tamanho computado no próprio elemento <canvas>.

Para o texto no canto superior esquerdo, vamos dizer que eu queira colocar o topo do texto no y=5. Mas eu sou um cara preguiçoso — Eu não quero medir a altura do texto e calcular a linha de base. Ao invés disso, eu posso definir o textBaseline para top e passar para o canto superior esquerdo a coordenada da caixa delimitadora do texto.

context.textBaseline = "top";
context.fillText("( 0 , 0 )", 8, 5);

Agora para o texto no canto inferior direito. Vamos dizer que eu queira que fique na coordenada (492,370) — somente há alguns pixels de distância do canto inferior direito do canvas — mas eu não quero medir a altura e largura do texto. Posso definir a propriedade textAlign para right e a textBaseline para bottom, então chamar fillText() com as coordenadas do canto inferior direito da caixa delimitadora do texto.

context.textAlign = "right";
context.textBaseline = "bottom";
context.fillText("( 500 , 375 )", 492, 370);

E o resultado:

Oops! Nós nos esquecemos dos pontos nos cantos. Nós iremos ver como desenhar círculos um pouco mais tarde. Por enquanto, vou trapacear um pouquinho e desenhar eles como retângulos.

context.fillRect(0, 0, 3, 3);
context.fillRect(497, 372, 3, 3);

 ⇜ Desenha dois “pontos”

E isso é tudo! Aqui está o produto final:

Degradês

IEFirefoxSafariChromeOperaiPhoneAndroid
degradês lineares7.0+*3.0+3.0+3.0+10.0+1.0+1.0+
degradês radiais9.0+3.0+3.0+3.0+10.0+1.0+1.0+
* Internet Explorer 7 e 8 necessitam da biblioteca explorercanvas. Internet Explorer 9 suporta <canvas> degradê nativamente.

Mais cedo nesse capítulo, você aprendeu como desenhar um retângulo preenchido com uma cor sólida, depois uma linha com a borda de uma cor sólida. Mas formas e linhas não são limitadas a cores sólidas. Você pode usar qualquer mágica com degradês. Vamos ver um exemplo.

A marcação parece a mesma que qualquer outro canvas.

<canvas id="d" width="300" height="225"></canvas>

Primeiro, nós precisamos encontrar o elemento <canvas> e seu contexto de desenho.

var d_canvas = document.getElementById("d");
var context = d_canvas.getContext("2d");

Uma vez tendo o contexto de desenho, nós começamos a definir o degradê. O degradê é uma transição suave entre duas ou mais cores. O contexto de desenho do canvas suporta dois tipos de degradês:

  1. createLinearGradient(x0, y0, x1, y1) pinta através de uma linha de (x0, y0) até (x1, y1).
  2. createRadialGradient(x0, y0, r0, x1, y1, r1) pinta através de um cone entre dois círculos. Os primeiros três parâmetros representam o início do círculo, com origem (x0, y0) e raio r0. Os últimos três parâmetros representam o fim do círculo, com origem (x1, y1) e raio r1.

Vamos criar um degradê linear. Degradês podem ter qualquer tamanho, mas eu vou criar esse degradê com 300 pixels de largura, como o canvas.

Cria um objeto degradê

var my_gradient = context.createLinearGradient(0, 0, 300, 0);

Por conta dos valores y (o 2º e 4º parâmetros) são ambos 0, esse degradê irá sombrear uniformemente da esquerda para direita.

Uma vez tendo o objeto degradê, nós podemos definir as cores do degradê. O degradê possui duas ou mais paradas de cor. Paradas de cor podem estar em qualquer lugar através do degradê. Para adicionar uma parada de cor, você precisa especificar sua posição através do degradê. As posições no degradê podem estar em qualquer lugar entre 0 e 1.

Vamos definir um degradê que irá sombrear do preto ao branco.

my_gradient.addColorStop(0, "black");
my_gradient.addColorStop(1, "white");

Definir um degradê não desenha nada no canvas. É só um objeto armazenado em algum lugar na memória. Para desenhar o degradê, você define seu fillStyle para o degradê e desenha a forma, como um retângulo ou linha.

Fill style é um degradê

context.fillStyle = my_gradient;
context.fillRect(0, 0, 300, 225);

E esse é o resultado:

Supondo que você queira um degradê que irá sombrear de cima para baixo. Quando você criar um objeto degradê, deixe os valores x (1º e 3º parâmetros) constante, e faça que os valores y (2º e 4º parâmetros) alcancem de 0 até a altura do canvas.

valores x são 0, valores y variam

var my_gradient = context.createLinearGradient(0, 0, 0, 225);
my_gradient.addColorStop(0, "black");
my_gradient.addColorStop(1, "white");
context.fillStyle = my_gradient;
context.fillRect(0, 0, 300, 225);

E esse é o resultado:

Você também pode criar degradê na diagonal.

ambos valores x e y variam

var my_gradient = context.createLinearGradient(0, 0, 300, 225);
my_gradient.addColorStop(0, "black");
my_gradient.addColorStop(1, "white");
context.fillStyle = my_gradient;
context.fillRect(0, 0, 300, 225);

E esse é o resultado:

Imagens

IEFirefoxSafariChromeOperaiPhoneAndroid
7.0+*3.0+3.0+3.0+10.0+1.0+1.0+
* Internet Explorer 7 e 8 necessitam da biblioteca explorercanvas. Internet Explorer 9 suporta <canvas> imagens nativamente.

Aqui está um gato:

sleeping cat

 ⇜ Um elemento <img>

Aqui está o mesmo gato, só que desenhado em um canvas:

Um elemento <canvas> ⇝ 

O contexto de desenho do canvas define o método drawImage() para desenhar uma imagem no canvas. O método pode ter três, cinco ou nove argumentos.

A especificação da HTML5 explica os parâmetros de drawImage():

O retângulo de origem é o retângulo [no interior da imagem fonte] cujos cantos são os quatro pontos (sx, sy), (sx+sw, sy), (sx+sw, sy+sh), (sx, sy+sh).

O retângulo de destino é o retângulo [no interior do canvas] cujos cantos são os quatro pontos (dx, dy), (dx+dw, dy), (dx+dw, dy+dh), (dx, dy+dh).

diagram of drawImage parameters

Para desenhar uma imagem no canvas, você precisa de uma imagem. A imagem pode ser um elemento <img> existente, ou pode ser criada com o objeto Image() do JavaScript. De qualquer maneira, você precisa garantir que a imagem está completamente carregada antes de desenhá-la no canvas.

Se você está usando um elemento <img> existente, você pode seguramente desenhá-la no canvas durante o evento window.onload.

usando um elemento <img>

<img id="cat" src="images/cat.png" alt="sleeping cat" width="177" height="113">
<canvas id="e" width="177" height="113"></canvas>
<script>
window.onload = function() {
  var canvas = document.getElementById("e");
  var context = canvas.getContext("2d");
  var cat = document.getElementById("cat");
  context.drawImage(cat, 0, 0);
};
</script>

Se você está criando o objeto de imagem inteiramente no JavaScript, você pode seguramente desenhar a imagem no canvas durante o evento Image.onload.

usando um objeto Image()

<canvas id="e" width="177" height="113"></canvas>
<script>
  var canvas = document.getElementById("e");
  var context = canvas.getContext("2d");
  var cat = new Image();
  cat.src = "images/cat.png";
  cat.onload = function() {
    context.drawImage(cat, 0, 0);
  };
</script>

O 3º e 4º parâmetros opcionais do método drawImage() controlam a escala da imagem. Essa é a mesma imagem, escalada pela metade de sua largura e altura e desenhada repetidamente em diferentes coordenadas no mesmo canvas.

Aqui está o script que produz o efeito “multicat”:

cat.onload = function() {
  for (var x = 0, y = 0;
       x < 500 && y < 375;
       x += 50, y += 37) {
    context.drawImage(cat, x, y, 88, 56);
  }
};

 ⇜ Escala a imagem

Todo esse esforço levanta a seguinte questão: por que você deveria desenhar uma imagem dentro de um canvas em primeiro lugar? O que faz com que a complexidade extra de uma imagem em um canvas ofereça em cima de um elemento <img> e algumas regras CSS? Até mesmo o efeito “multicat” pode ser replicado com 10 elementos <img> sobrepostos.

A resposta simples é, pelo mesmo motivo que você iria querer desenhar um texto no canvas. O diagrama de coordenadas do canvas inclui texto, linhas, e formas; o texto no canvas é só uma parte de um grande trabalho. Um diagrama mais complexo poderia facilmente utilizar o drawImage() para incluir ícones, sprites, e outros gráficos.

E quanto ao IE?

Versões do Internet Explorer antes de 9.0 não suportam a API de canvas. (IE9 suporta completamente a API de canvas.) Entretanto, essas versões antigas do Internet Explorer suportam sim uma tecnologia proprietária da Microsoft chamada VML, na qual pode fazer muitas das coisas que o elemento <canvas> faz. E assim, nasceu o excanvas.js.

Explorercanvas (excanvas.js) é uma biblioteca JavaScript de código livre, licenciada pela Apache que implementa a API de canvas no Internet Explorer. Para utilizá-la, inclua o seguinte elemento <script> no topo da sua página.

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <title>Dive Into HTML5</title>
  <!--[if lt IE 9]>
    <script src="excanvas.js"></script>
<![endif]-->
</head>
<body>
  ...
</body>
</html>

O <!--[if lt IE 9]> e <![endif]--> são comentários condicionais. Internet Explorer interpreta eles como uma declaração if: “se o navegador é uma versão do Internet Explorer inferior da (mas não inclusa) versão 9, então execute o bloco.” Cada outro navegador vai tratar o bloco inteiro como um bloco de comentário HTML. O resultado na prática é que o Internet Explorer 7 e 8 irão realizar o download do script excanvas.js e executá-los, mas outros navegadores irão ignorar o script (não realizando o download dele, não executando ele, não fazendo nada). Isso irá fazer com que sua página carregue mais rapidamente para aqueles navegadores que implementem a API de canvas nativamente.

Uma vez incluindo o excanvas.js no <head> da sua página, você não precisa fazer nada mais para acomodar o Internet Explorer. Só inclua os elementos <canvas> na sua marcação, ou crie eles dinâmicamente com JavaScript. Siga as instruções desse capítulo para capturar o contexto de desenho do elemento <canvas>, e você poderá desenhar formas, texto, e padrões.

Bem… não exatamente. Existem algumas limitações:

  1. Degradês só podem ser lineares. Degradês radiais não são suportados.
  2. Padrões devem se repetir em ambas as direções.
  3. Regiões clipping não são suportadas.
  4. Escala não uniforme não funciona corretamente com escalas de bordas.
  5. É lento. Isso não deve ser um choque violento para ninguém, já que o parser de JavaScript do Internet Explorer é mais lento do que dos outros navegadores para começar. Uma vez começando a desenhar formas complexas usando a biblioteca JavaScript library que traduz comandos para outro tecnologia completamente diferente, coisas vão naturalmente atolar. Você não irá notar degradação de performance em exemplos simples como desenhando algumas linhas e transformando uma imagem, mas você rapidamente irá notar uma vez que comece realizando animações baseadas em canvas ou outras coisas loucas.

Há mais uma advertência sobre o uso de excanvas.js, e é um problema que passei enquanto criava o exemplo desse capítulo. ExplorerCanvas inicializa sua própria interface de falso-canvas automaticamente uma vez incluindo o script excanvas.js na sua página HTML. Mas isso não significa que o Internet Explorer está pronto para usá-lo imediatamente. Em algumas situações, você pode rodar sob uma condição onde a interface do falso-canvas está quase, mas ainda não, pronta para ser usada. O principal sintoma desse estado é que o Internet Explorer irá reclamar que o “objeto não suporta essa propriedade ou método” sempre que você tentar fazer qualquer coisa com o elemento <canvas>, como pegar seu contexto de desenho.

A solução mais simples para fazer é adiar todas as suas manipulações relacionadas ao canvas até depois que evento onload seja disparado. Isto pode levar um tempo — se a sua página possui muitas imagens ou vídeos, elas irão atrasar o onload — mas irá dar ao ExplorerCanvas tempo para trabalhar na sua mágica.

Um exemplo completo ao vivo

Halma é um jogo de tabuleiro com séculos de idade. Muitas variações existem. Nesse exemplo, criei uma versão solitária de Halma com 9 peças em um tabuleiro 9 × 9. No início do jogo, as peças formam um quadrado 3 × 3 no canto interior esquerdo do tabuleiro. O objetivo do jogo é mover todas as peças até que formem um quadrado 3 × 3 no canto superior direito do tabuleiro, com o menor número de movimentos.

Existem dois tipos de movimentos legais no Halma:

Aqui está o jogo propriamente dito. Você também pode jogá-lo em uma página separada se você quiser cutucar seu developer tools.

Moves: 0

Como isso funciona? Estou feliz que você perguntou. Não irei mostrar todo código aqui. (Você pode vê-lo em diveintohtml5.org/examples/halma.js.) Na verdade irei pular a maioria do código de jogabilidade, mas quero ressaltar algumas partes do código que realmente mexem o desenho no canvas e a resposta aos cliques de mouse no elemento canvas.

Durante o carregamento da página, nós inicializamos o jogo ao definir as dimensões no <canvas> e guardamos as referências no seu contexto de desenho.

gCanvasElement.width = kPixelWidth;
gCanvasElement.height = kPixelHeight;
gDrawingContext = gCanvasElement.getContext("2d");

Depois fazemos algo que você ainda não viu: nós adicionamos uma escuta de evento ao elemento <canvas> para ouvir por eventos de clique.

gCanvasElement.addEventListener("click", halmaOnClick, false);

A função halmaOnClick() é chamada quando o usuário clica em qualquer lugar no canvas. Seu argumento é um objeto MouseEvent que contém as informações sobre onde o usuário clicou.

function halmaOnClick(e) {
    var cell = getCursorPosition(e);

    // o resto é só lógica do jogo
    for (var i = 0; i < gNumPieces; i++) {
	if ((gPieces[i].row == cell.row) &&
	    (gPieces[i].column == cell.column)) {
	    clickOnPiece(i);
	    return;
	}
    }
    clickOnEmptyCell(cell);
}

O próximo passo é pegar o objeto MouseEvent e calcular em qual quadrado no tabuleiro Halma acaba de ser clicado. O tabuleiro Halma contempla todo o canvas, ou seja cada clique em qualquer lugar do tabuleiro. Nós só precisamos descobrir onde. Isto é complicado, porque eventos de mouse são implementados diferentemente em quase todo navegador.

function getCursorPosition(e) {
    var x;
    var y;
    if (e.pageX != undefined && e.pageY != undefined) {
	x = e.pageX;
	y = e.pageY;
    }
    else {
	x = e.clientX + document.body.scrollLeft +
            document.documentElement.scrollLeft;
	y = e.clientY + document.body.scrollTop +
            document.documentElement.scrollTop;
    }

Nesse ponto, nós temos as coordenadas x e y que são relativas ao documento (isso é, a página HTML inteira). Isso não é muito útil ainda. Nós queremos as coordenadas relativas ao canvas.

    x -= gCanvasElement.offsetLeft;
    y -= gCanvasElement.offsetTop;

Agora nós temos as coordenadas x e y que são relativas ao canvas. Isso é, se x é 0 e y é 0 nesse ponto, nós sabemos que o usuário acabou de clicar no pixel do canto superior esquerdo do canvas.

Daqui em diante, nós podemos calcular em qual quadrado do Halma o usuário clicou, e então agir de acordo com isso.

    var cell = new Cell(Math.floor(y/kPieceHeight),
                        Math.floor(x/kPieceWidth));
    return cell;
}

Ufa! Eventos de mouse são difíceis. Mas você pode usar a mesma lógica (na verdade, o exato mesmo código) em todas as suas aplicações baseadas em canvas. Lembre-se: mouse click → coordenadas relativas ao documento → coordenadas relativas ao canvas → código específico de aplicação.

OK, vamos olhar para a rotina principal do desenho. Porque os gráficos são simples, escolhi limpar e redesenhar o tabuleiro em cada hora que houver qualquer mudança no jogo. Isso não é estritamente necessário. O contexto de desenho do canvas irá reter qualquer coisa que você tenha desenhado anteriormente nele, até mesmo se o usuário realizar scroll para fora do campo de visão ou mudar de uma aba para outra e depois voltar. Se você está desenvolvendo uma aplicação baseada em canvas com gráficos mais complicados (como um jogo de arcade), você pode otimizar a performance ao identificar quais regiões do canvas estão “sujas” e redesenhar apenas as regiões sujas. Mas isso está fora do escopo desse livro.

gDrawingContext.clearRect(0, 0, kPixelWidth, kPixelHeight);

A rotina de desenho do tabuleiro deve lhe parecer familiar. É similar como nós desenhamos o digrama de coordenadas do canvas anteriormmente nesse capítulo.

gDrawingContext.beginPath();

/* linhas verticais */
for (var x = 0; x <= kPixelWidth; x += kPieceWidth) {
    gDrawingContext.moveTo(0.5 + x, 0);
    gDrawingContext.lineTo(0.5 + x, kPixelHeight);
}

/* linhas horizontais */
for (var y = 0; y <= kPixelHeight; y += kPieceHeight) {
    gDrawingContext.moveTo(0, 0.5 + y);
    gDrawingContext.lineTo(kPixelWidth, 0.5 +  y);
}

/* desenhe! */
gDrawingContext.strokeStyle = "#ccc";
gDrawingContext.stroke();

A brincadeira começa de verdade quando nós vamos desenhar cada peça individual. Uma peça é um círculo, algo que ainda não desenhamos antes. Além disso, se o usuário seleciona a peça em antecipação ao seu movimento, nós queremos desenhar a peça em forma de um círculo preenchido. Aqui, o argumento p representa a peça, na qual possui as propriedades de linha e coluna que denotam a posição atual da peça no tabuleiro. Nós usamos algumas constantes do jogo para traduzir (coluna, linha) em coordenadas (x, y) relativas ao canvas, então desenhar o círculo, e (se a peça for selecionada) preencher o círculo com uma cor sólida.

function drawPiece(p, selected) {
    var column = p.column;
    var row = p.row;
    var x = (column * kPieceWidth) + (kPieceWidth/2);
    var y = (row * kPieceHeight) + (kPieceHeight/2);
    var radius = (kPieceWidth/2) - (kPieceWidth/10);

Esse é o fim da lógica específica do jogo. Agora nós temos as coordenadas (x, y), relativas ao canvas, para o centro do círculo que queremos desenhar. Não há um método circle() na API do canvas, mas há um método arc(). E realmente, o que é um círculo se não um arco que faz uma volta completa? Você lembra de geometria básica? O método arc() pega o ponto central (x, y), o raio, o ângulo inicial e final (em radianos), e a direção (false para sentido horário, true para sentido anti-horário). Você pode usar o módulo Math que está dentro do JavaScript para calcular radianos.

gDrawingContext.beginPath();
gDrawingContext.arc(x, y, radius, 0, Math.PI * 2, false);
gDrawingContext.closePath();

Mas espera aí! Nada foi desenhado ainda. Como moveTo() e lineTo, o método arc() é um método “lápis”. Para realmente desenhar o círculo, nós precisamos definir o strokeStyle e chamar o stroke() para traçar a “tinta.”

gDrawingContext.strokeStyle = "#000";
gDrawingContext.stroke();

E se a peça estiver selecionada? Nós podemos reutilizar o mesmo caminho que criamos para desenhar o contorno da peça, para preencher o círculo com uma cor sólida.

if (selected) {
    gDrawingContext.fillStyle = "#000";
    gDrawingContext.fill();
}

E isso é… bem, isso é tudo. O resto do programa é lógica específica do jogo — distinguindo entre movimentos válidos e inválidos, registrando o número de movimentos, detectando se o jogo está terminado. Com 9 círculos, algumas linhas, e 1 onclick handler, nós criamos um jogo inteiramente em <canvas>. Huzzah!

Leitura complementar

Isso foi “Vamos Chamá-lo (Superfície) De Desenho.” Consulte o Sumário, caso queira continuar com a leitura.

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