html5中監(jiān)聽canvas內(nèi)部元素點(diǎn)擊事件的三種方法

canvas內(nèi)部元素不能像DOM元素一樣方便的添加交互事件監(jiān)聽，因?yàn)閏anvas內(nèi)不存在“元素”這個概念，他們僅僅是canvas繪制出來的圖形。這對于交互開發(fā)來說是一個必經(jīng)障礙，想要監(jiān)聽圖形的點(diǎn)擊事件思路很簡單，只要監(jiān)聽canvas元素本身的點(diǎn)擊事件，再判斷點(diǎn)擊坐標(biāo)位于哪一個圖形內(nèi)部，就變相實(shí)現(xiàn)了圖形點(diǎn)擊事件。本文將介紹三種方法，判斷坐標(biāo)點(diǎn)是否位于某個canvas圖形內(nèi)部。

約定

本文介紹的三種方法適用于識別canvas內(nèi)形狀不規(guī)則而且位置無規(guī)律的圖形點(diǎn)擊事件，對于形狀規(guī)則或者位置有規(guī)律的場景，肯定有更簡便的實(shí)現(xiàn)，這里不做討論。

像素法

像素檢測法的思路是，將canvas中的多個圖形（如果有多個的話）分別離屏繪制，并用 getImageData() 方法分別獲取到像素?cái)?shù)據(jù)保存起來。當(dāng)canvas元素監(jiān)聽到點(diǎn)擊事件時，通過點(diǎn)擊坐標(biāo)可以直接推算出點(diǎn)擊發(fā)生在canvas上的第幾個像素，然后遍歷前面保存的圖形數(shù)據(jù)，看看這個像素的alpha值是不是0，如果是0說明落點(diǎn)不在當(dāng)前圖形內(nèi)，否則就說明點(diǎn)到了這個圖形。

根據(jù)點(diǎn)擊坐標(biāo)得到所點(diǎn)擊的像素序號的方法：

像素序號 = (縱坐標(biāo)-1) * canvas寬度 + 橫坐標(biāo)

比如在寬度為 5 的畫布上點(diǎn)擊坐標(biāo) (3,3) ，根據(jù)上述公式得到像素序號是 (3-1) * 5 + 3 = 18 ，如圖所示：

因?yàn)閏anvas導(dǎo)出的圖形數(shù)據(jù)是將每個像素以 rgba 的順序存成4個數(shù)字組成的數(shù)組，所以想訪問指定像素的alpha值，只要讀取這個數(shù)組的第 pIndex * 4 + 3 個值就可以了，如果這個值不為0，說明該像素可見，也就是點(diǎn)擊到了該圖形。

這個方法是我認(rèn)為思路最直接、結(jié)果最準(zhǔn)確、而且對圖形形狀沒有任何要求的方法，但這個方法有一個致命的局限，當(dāng)圖形需要在畫布上移動時，要頻繁的創(chuàng)建數(shù)據(jù)緩存才能保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確，受到畫布尺寸和圖形數(shù)量的影響， getImageData() 方法的性能會成為嚴(yán)重的瓶頸。所以如果canvas圖形是靜態(tài)的，這個方法非常適合，否則就不適合用這個方法了。

角度法

角度判斷法的原理很容易理解，如果一個點(diǎn)在多邊形內(nèi)部，則該點(diǎn)與多邊形所有頂點(diǎn)兩兩構(gòu)成的夾角，相加應(yīng)該剛好等于360°。

計(jì)算過程可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵氯齻€步驟：

1.已知多邊形頂點(diǎn)和已知坐標(biāo)，將坐標(biāo)與頂點(diǎn)兩兩組合成三點(diǎn)隊(duì)列
2. 已知三點(diǎn)求夾角，可以使用 余玄定理
3.判斷夾角之和是否360°

每一步都很簡單，實(shí)現(xiàn)如下：

//計(jì)算兩點(diǎn)距離
const getDistence = function (p1, p2) {
  return Math.sqrt((p1.x - p2.x) * (p1.x - p2.x) + (p1.y - p2.y) * (p1.y - p2.y))
};
//角度法判斷點(diǎn)在多邊形內(nèi)部
const checkPointInPolyline = (point, polylinePoints) => {
    let totalA = 0;
    const A = point;
    for (let i = 0; i < polylinePoints.length; i++) {
        let B, C;
        if (i === polylinePoints.length - 1) {
            B = {
                x: polylinePoints[i][0],
                y: polylinePoints[i][1]
            };
            C = {
                x: polylinePoints[0][0],
                y: polylinePoints[0][1]
            };
        } else {
            B = {
                x: polylinePoints[i][0],
                y: polylinePoints[i][1]
            };
            C = {
                x: polylinePoints[i + 1][0],
                y: polylinePoints[i + 1][1]
            };
        }
        //計(jì)算角度
        const angleA = Math.acos((Math.pow(getDistence(A, C), 2) + Math.pow(getDistence(A, B), 2) - Math.pow(getDistence(B, C), 2)) / (2 * getDistence(A, C) * getDistence(A, B)))
        totalA += angleA
    }
    //判斷角度之和
    return totalA === 2 * Math.PI
}

這個方法有一個局限性，就是圖形必須是 凸多邊形 。如果不是凸多邊形需要先切割成凸多邊形再計(jì)算，這就比較復(fù)雜了。

類似的思路還有面積法，如果一個點(diǎn)在多邊形內(nèi)部，那么該點(diǎn)與多邊形所有頂點(diǎn)兩兩構(gòu)成的三角形，面積相加應(yīng)該等于多邊形的面積，首先計(jì)算多邊形的面積就很麻煩，所以這種方法可以直接pass掉。

射線法

射線法是一個我講不清道理但非常好用的方法，只要判斷點(diǎn)與多邊形一側(cè)的交點(diǎn)個數(shù)為奇數(shù)，則點(diǎn)在多邊形內(nèi)部。需要注意的是，只要數(shù)任何一側(cè)的焦點(diǎn)個數(shù)就可以，比如左側(cè)。這個方法不限制多邊形的類型，凸多邊形、凹多邊形甚至環(huán)形都可以。

實(shí)現(xiàn)起來也非常簡單：

const checkPointInPolyline = (point, polylinePoints) => {
    //射線法
  let leftSide = 0;
  const A = point;
  for (let i = 0; i < polylinePoints.length; i++) {
    let B, C;
    if (i === polylinePoints.length - 1) {
      B = {
        x: polylinePoints[i][0],
        y: polylinePoints[i][1]
      };
      C = {
        x: polylinePoints[0][0],
        y: polylinePoints[0][1]
      };
    } else {
      B = {
        x: polylinePoints[i][0],
        y: polylinePoints[i][1]
      };
      C = {
        x: polylinePoints[i + 1][0],
        y: polylinePoints[i + 1][1]
      };
    }
    //判斷左側(cè)相交
    let sortByY = [B.y, C.y].sort((a,b) => a-b)
    if (sortByY[0] < A.y && sortByY[1] > A.y){
      if(B.x<A.x || C.x < A.x){
        leftSide++
      }
    }
  }
  return leftSide % 2 === 1
}

射線法有一種特殊情況，當(dāng)點(diǎn)在多變形的一條邊上時需要特殊處理。但在工程中我認(rèn)為也可以不處理，因?yàn)槿绻脩魟偤命c(diǎn)在圖形的邊界上，那么程序認(rèn)為他沒有點(diǎn)到也講的過去。

總結(jié)

以上三種方法都可以實(shí)現(xiàn)canvas中不規(guī)則圖形的點(diǎn)擊檢測。其中，像素法的優(yōu)勢在于不挑形狀，而且在靜態(tài)場景中有一定的性能優(yōu)勢；角度法應(yīng)該說只有理論價(jià)值，實(shí)用性不佳；工程中最實(shí)用的當(dāng)屬射線法，局限性小，實(shí)現(xiàn)簡單，多數(shù)時候只需要知道射線法就可以了。