详解基于 Canvas 手撸一个六边形能力图
一、前言
六边形能力图如下，由 6 个 六边形组成，每一个顶点代表其在某一方面的能力。这篇文章我们就来看看如何基于 canvas 去绘制这么一个六边形能力图。当然，你也可以基于其他开源的 js 方案来实现，如 EChars.js 等。
二、六边形绘制基础
六边形能力图有 6 个 六边形组成，那我们只要绘制出一个，另外 5 个则依次减小六边形的边长即可。那我们首先来分析一下，如何绘制出一个六边形。
如上图，绘制一个六边形有以下几个关键点：
1.紫色矩形区域我们可以看成是 canvas 的画布。其大小可以认为是 (width,height)。center(centerX,centerY) 是其中心点，即 (width / 2, height / 2)。
2.绘制六边形的关键是计算出它的 6 个顶点的坐标。而如上图所示，这里面最关键的又是计算出六边形所在矩形区域的左上角坐标(left,top)。对照上图，(left,top) 的计算公式如下。
要计算出 (left,top) 需要先计算出 x,y 。而 x,y 的值与六边形的边长有关。
3.如上的 x,y 的计算公式为
4.因此，X1(x1,y1),X2(x2,y2),X3(x3,y3),X4(x4,y4),X5(x5,y5),X6(x6,y6) 的坐标计算为
因此，得到绘制六边形的代码为：
function computeHexagonPoints(width, height, edge) {
let centerX = width / 2;
let centerY = height / 2;
let x = edge * Math.sqrt(3) / 2;
let left = centerX - x;
let x1,x2,x3,x4,x5,x6;
let y1,y2,y3,y4,y5,y6;
x5 = x6 = left;
x2 = x3 = left + x * 2;
x1 = x4 = left + x;
let y = edge / 2;
let top = centerY - 2 * y;
y1 = top;
y2 = y6 = top + y;
y3 = y5 = top + 3 * y;
y4 = top + 4 * y;
let points = new Array();
points[0] = [x1, y1];
points[1] = [x2, y2];
points[2] = [x3, y3];
points[3] = [x4, y4];
points[4] = [x5, y5];
points[5] = [x6, y6];
return points;
}
三、绘制六维能力图
3.1 绘制 6 个六边形
基于 canvas 绘制，首先就是需要获取 context。
_context = canvas.getContext('2d');
而绘制的话，已经知道 6 个顶点了，那只需要将这 6 个点用连线的方式连接起来就可以了。主要用到 moveTo(x,y) 和 lineTo(x,y) 两个方法。这里总共需要绘制 6 个六边形，那只要按等比例减小 edge 的值就可以了。因此绘制六边形能力图的主要代码如下。
function drawHexagonInner(edge) {
_context.strokeStyle = _color;
for (var i = 0; i < 6; i++) {
_allPoints[i] = computeHexagonPoints(_width, _height, edge - i * edge / 5);
_context.beginPath();
_context.moveTo(_allPoints[i][5][0],_allPoints[i][5][1]);
for (var j = 0; j < 6; j++) {
_context.lineTo(_allPoints[i][j][0],_allPoints[i][j][1]);
}
_context.closePath();
_context.stroke();
}
}
代码中还有 3 个相关的 API。beginPath() 和 closePath() 主要就是绘制得到一个封闭的路径。stroke() 主要是得到一个镂空的形状。当然，相应的就有 fill() 得到填充的形状。
3.2 绘制 3 条直线
绘制那 3 条直线也是比较简单的，只要将 X1和X4 连接，将X2 和 X5 相连，将 X3 和 X6 相连。代码如下：
function drawLines() {
_context.beginPath();
_context.strokeStyle = _color;
for (let i = 0; i < 3; i++) {
_context.moveTo(_allPoints[0][i][0],_allPoints[0][i][1]); //1-4
_context.lineTo(_allPoints[0][i+3][0],_allPoints[0][i+3][1]); //1-4
_context.stroke();
}
_context.closePath();
}
3.3 绘制覆盖图
6 个顶点代表了六种能力，比如这里的各科成绩，把六种能力封闭成一个闭合路径并填充则称为覆盖图。要绘制出覆盖图，这里需要计算出六个顶点。6 个顶点可以通过最外围的六边形的 6 个顶点和中心点来计算。简单来说就是通过能力得分，在顶点到中心距离的占比来计算。计算公式如下。
代码如下
/**
* 画覆盖物
*/
function drawCover() {
let tmpCoverPoints = _allPoints[0];
_coverPoints = [];
console.log("coverPoints ",tmpCoverPoints)
let centerX = _width / 2;
let centerY = _height / 2;
for (let i = 0; i < tmpCoverPoints.length; i++) {
_coverPoints.push([
centerX + (tmpCoverPoints[i][0] - centerX) * (_data[i].score / 100.0),
centerX + (tmpCoverPoints[i][1] - centerY) * (_data[i].score / 100.0)
]);
}
console.log("newCoverPoints ",_coverPoints)
_context.beginPath();
_context.fillStyle = 'rgba(90,200,250,0.4)';
_context.moveTo(_coverPoints[5][0],_coverPoints[5][1]); //5
for (var j = 0; j < 6; j++) {
_context.lineTo(_coverPoints[j][0],_coverPoints[j][1]);
}
_context.stroke();
_context.closePath();
_context.fill();
}
/**
* 描点
* @param pointRadius
*/
function drawPoints(pointRadius) {
_context.fillStyle = _color;
for (let i = 0; i < _coverPoints.length; i++) {
_context.beginPath();
_context.arc(_coverPoints[i][0],_coverPoints[i][1],pointRadius,0,Math.PI*2);
_context.closePath();
_context.fill();
}
}
3.4 最后来绘制文本
绘制文本也是用的最外围的 6 个顶点的坐标。而用的 API 是 fillText(text,x,y)，其中 x,y 代码文字绘制起点，但注意，不是文字所在矩形框的左上角，应该在左下角的大概位置。准确来说是文字的基线位置，这个在其他的GUI系统中也是一样，当然这里不追求那么细节了，就认为是左下角位置吧。
因此，对于不同侧的文字，其起点坐标也是不一样。如左侧的文字至少应该是左侧的顶点 x 减去文字的宽度。再比如，上下两侧的文字与顶点中相对居中对齐的，因此计算方法是 x 减去文字宽度的一半。代码的实现分为了上下左右来进行不同的绘制。
代码如下，看着有点长，但其实是很简单的。
/**
* 绘制上侧的文字
* @param text
* @param pos
*/
function drawUpText(item, pos) {
let nameMeasure = _context.measureText(item.name);
let scoreMeasure = _context.measureText(item.score);
_context.fillStyle = '#8E8E8E';
_context.fillText(item.name, pos[0] - nameMeasure.width / 2,pos[1] - 26);
_context.fillStyle = '#212121';
_context.fillText(item.score, pos[0] - scoreMeasure.width / 2,pos[1] - 10);
}
/**
* 绘制下侧的文字
* @param text
* @param pos
*/
function drawDownText(item, pos) {
let nameMeasure = _context.measureText(item.name);
let scoreMeasure = _context.measureText(item.score);
_context.fillStyle = '#8E8E8E';
_context.fillText(item.name, pos[0] - nameMeasure.width / 2,pos[1] + 16);
_context.fillStyle = '#212121';
_context.fillText(item.score, pos[0] - scoreMeasure.width / 2,pos[1] + 32);
}
/**
* 绘制左侧的文字
* @param text
* @param pos
*/
function drawLeftText(item, pos) {
let nameMeasure = _context.measureText(item.name);
let scoreMeasure = _context.measureText(item.score);
_context.fillStyle = '#8E8E8E';
_context.fillText(item.name, pos[0] - nameMeasure.width - 10,pos[1]);
_context.fillStyle = '#212121';
_context.fillText(item.score, pos[0] - 10 - (nameMeasure.width + scoreMeasure.width) / 2,pos[1] + 16);
}
/**
* 绘制右侧的文字
* @param text
* @param pos
*/
function drawRightText(item, pos) {
let nameMeasure = _context.measureText(item.name);
let scoreMeasure = _context.measureText(item.score);
_context.fillStyle = '#8E8E8E';
_context.fillText(item.name, pos[0] - nameMeasure.width + 26,pos[1]);
_context.fillStyle = '#212121';
_context.fillText(item.score, pos[0] + 26 - (nameMeasure.width + scoreMeasure.width) / 2,pos[1] + 16);
}
/**
* 绘制所有文本
*/
function drawText() {
_context.fillStyle = '#8E8E8E';
_context.strokeStyle = _color;
let textPos = _allPoints[0];
for (let i = 0; i < textPos.length; i++) {
let item = _data[i];
let pos = textPos[i];
if(i == 0) {
drawUpText(item, pos);
} else if(i == 1 || i == 2) {
drawRightText(item, pos);
} else if(i == 3) {
drawDownText(item, pos);
} else if(i == 4 || i == 5) {
drawLeftText(item, pos);
}
}
}
四、总结
文章主要是基于 canvas 自定义一个六边形能力图，而这个能力的图的关键部分是对于六边形的绘制，而六边形的绘制又在于计算出 6 个顶点。有了 6 个顶点，再绘制其他的边，文本，覆盖区域等都基于这个 6 个顶点进行相应的绘制即可。
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