JavaScript實現圖片處理與合成的方法

這篇文章主要講解了JavaScript實現圖片處理與合成的方法，內容清晰明了，對此有興趣的小伙伴可以學習一下，相信大家閱讀完之后會有幫助。

引言：

圖片處理現在已經成為了我們生活中的剛需，想必大家也經常有這方面的需求。實際前端業務中，也經常會有很多的項目需要用到

圖片加工和處理。

首先，我這里將前端圖片處理暫且分成兩種類型：基礎類型 與 算法類型；

• 基礎類型的圖片處理技術: 圖片縮放，旋轉，添加邊框，圖片合成，拼圖等業務都屬于基礎類型的圖片處理，其區分點在于無需使用像素級別的算法，而是通過計算改變圖片的尺寸及位置等來改造圖片。例如常用的貼紙功能:
   
• 算法類型的圖片處理: 這類型的圖片處理復雜度較高，特點是通過像素級別算法對圖片的像素點進行RGBA通道值等進行改造，例如我們使用photshop或者美圖秀秀等工具對圖片進行的 美顏 / 濾鏡 / 黑白 / 摳圖 / 模糊等操作，這類型的重點主要在于算法和性能層面。例如常用的妝容功能:
   

通過這些積累，我封裝了幾個項目中常用的功能：

• 圖片合成: Example Git
• 圖片裁剪: Example Git
• 人像摳除: Example Git

本系列首先從基礎類型處理開啟我們的旅程。基礎類型的圖片處理在實際項目中有著大量的使用場景，主要是運用canvas的能力來完成，不存在性能和兼容性問題，能夠達到線上運行標準。我這里將基礎類型的圖片處理大致的分成以下幾種類型，這些類型基本能覆蓋日常所有業務場景：

• 圖片的縮放；
• 圖片的裁剪；
• 圖片的合成；
  • 圖片與圖片的合成，例如貼紙，邊框，水印等；
  • 為圖片添加文字；
  • 為圖片添加基礎幾何圖形；
       

Tips: 我已將該類型的圖片處理場景封裝成了一個插件，基本上能應付所有這類型圖片處理的需求，GIT地址 (歡迎探討);
在介紹具體的功能前，由于圖片的繪制完全的依賴于圖片的加載，因此先來了解一些前置知識。

1、圖片的跨域

首先，圖片加載并繪制涉及了圖片的跨域問題，因此如果是一張在線的圖片，需要在圖片服務器上設置跨域頭，并且在前端加載圖片之前將<img>標簽的crossOrigin設置為*，否則繪制到畫布的時候會報跨域的錯誤。

Tips: 這里積累了一些小坑，可以跟大家分享下：

1、crossOrigin需要嚴格設置，既只有是線上圖片時，才設置，而本地路徑或者base64時，則一定不能設置，否則在某些系統下會報錯，導致圖片加載失敗；

2、當項目為本地包環境時，例如內置于 App中時，crossOrigin值無效，webview的安全機制會導致無論該值設置與否，都會報跨域的錯誤。解決辦法是：需要將所有圖片轉換成base64才能正確繪制；

3、crossOrigin值一定要在圖片加載之前設置，即為<img>賦值src之前進行設置，否則無效；

2、圖片的加載

由于canvas的繪制需要的是已經加載完成的圖片，我們需要確保繪制的素材圖片是已經加載完成的，因此我們需要使用<img>的onload事件，可以使用html中已存在的圖片，或者用js創建一個圖片對象:

function loadImage(image, loader, error){
  // 創建 image 對象加載圖片；
  let img = new Image();
  
  // 當為線上圖片時，需要設置 crossOrigin 屬性；
  if(image.indexOf('http') == 0)img.crossOrigin = '*';
  img.onload = () => {
    loaded(img);
    
    // 使用完后清空該對象，釋放內存；
    setTimeout(()=>{
      img = null;
    },1000);
  };
  img.onerror = () => {
    error('img load error');
  };
  img.src = image;
}

介紹圖片加載的前置知識后，我們先來看最簡單的圖片處理---縮放與裁剪！

Tips: 相信大家閱讀本文時，如果對canvas不太了解，可以查詢下對應的API文檔即可，本文不再對canvas基礎API做詳細講解。

一、圖片的縮放

圖片的縮放最常見的場景是做圖片的壓縮。在保證圖片清晰的前提下通過合理地縮小圖片尺寸，能大大的降低圖片的大小。在實際應用場景中，有著廣泛的用途。例如圖片上傳時，用戶自主上傳的圖片可能是一張非常大的尺寸，例如現在手機所拍攝的照片尺寸經常能達到1920*2560的尺寸,大小可能超過5M。而在項目中，我們可能并不需要用到這么大的尺寸，此時對圖片的壓縮能大大的優化加載速度和節省帶寬；

1、新建一個canvas畫布，將寬高設置為需要壓縮到的尺寸;

該畫布既為圖片縮放后的尺寸，此處有個點是需要保證圖片的比例不變, 因此需要通過計算得出畫布的寬與高：

let imgRatio = img.naturalWidth / img.naturalHeight;

// 創建一個畫布容器；
let cvs = document.createElement('canvas');

// 獲取容器中的畫板；
let ctx = cvs.getContext('2d');
cvs.width = 1000;
cvs.height = cvs.width / imgRatio;

2、將圖片畫入后再導出成base64;

這里使用2個最常用的方法:

• ctx.drawImage(image, dx, dy, dw, dh): 這個方法其實最多可以接收9個參數, 實現壓縮，只需要使用其中的5個參數即可, 其余參數在其它部分使用到時再做詳解；
  • image : 需要繪制的圖片源，需要接收已經 加載完成 的HTMLImageElement，HTMLCanvasElement或者HTMLVideoElement；
  • dx / dy : 相對于畫布左上角的繪制起始點坐標；
  • dw / dh : 繪制的寬度和高度，寬高比例并不鎖定，可使圖片變形；
• cvs.toDataURL(type, quality): 該方法用于將畫布上的內容導出成 base64 格式的圖片，可配置2個參數；
  • type: 圖片格式, 一般可以使用 image/png 或者 image/jpeg, 當圖片不包含透明時，建議使用jpeg，可使導出的圖片大小減小很多；
  • quality: 圖片質量，可使用0~1之間的任意值；經過測試，該值設置成0.9時較為合適，可以有效減小圖片文件大小且基本不影響圖片清晰度，導出后的 base64 既為壓縮后的圖片；
       

Tips: 此處有個坑, 想導出jpg格式的圖片必須用image/jpeg，不能使用image/jpg；

// 將原圖等比例繪制到縮放后的畫布上；
ctx.drawImage(image, 0, 0, cvs.width, cvs.height);

// 將繪制后的圖導出成 base64 的格式；
let b64 = cvs.toDataURL('image/jpeg', 0.9);

3.多種格式的圖片轉換成base64;

我們常用的圖片上傳功能，我們使用的是原生的<input type="file">標簽，此時獲取到的是File格式的圖片，圖片的格式各異且尺寸很大，我們應該壓縮處理后再使用。

使用FileReader:

let file = e.files[0];  
if(window.FileReader) {    
  let fr = new FileReader();   
  fr.onloadend = e => {
    let b64 = e.target.result;
    
    // b64即為base64格式的用戶上傳圖;
  };    
  fr.readAsDataURL(file);
}

對base64的圖片使用剛才的canvas方式進行壓縮的處理；

Tips: 這里有個小坑是，圖片的EXIF信息中的方向值會影響圖片的展示，在IOS會出現圖片的寬高與圖片的方向不匹配的問題，因此需要進行特殊處理，矯正圖片的方向。方案:

1、可以使用 exif.js 來獲取圖片信息中的Orientation屬性，利用canvas的旋轉繪制來矯正；

2、這里有個 canvasResize.js 插件，可以解決從 File 到 base64 的所有問題。

二、圖片的裁剪

在實際項目中，由于圖片的寬高比例各式各樣，而展示和使用一般需要一個較為固定的比例，此時便需要將圖片裁剪成我們需要的寬高比例，使用到的方式其實和圖片的縮放基本一致，主要是通過調整 drawImage 的dx, dy參數來實現。原理其實是，將drawImage的繪制起始點(dx, dy)向上偏移，此時由于canvas已被我們設置成期望裁剪后的尺寸，而超出畫布的部分不會繪制，從而達到裁剪的目的；通過靈活的設置值，基本可以完成各種圖片裁剪需求，簡單示例圖(黑色框代表創建的畫布的尺寸):

此處以需要將一張600*800的長方形圖豎直居中裁剪為600*600的正方形圖為例, 簡單封裝成一個功能函數:

// 使用方式：
let b64 = cropImage(img, {
  width : 600,
  height : 600,
});

// 居中裁剪
function cropImage(img, ops){
  // 圖片原始尺寸；
  let imgOriginWidth = img.naturalWidth,
    imgOriginHeight = img.naturalHeight;
    
  // 圖片長寬比，保證圖片不變形；
  let imgRatio = imgOriginWidth / imgOriginHeight;
  
  // 圖片裁剪后的寬高， 默認值為原圖寬高；
  let imgCropedWidth = ops.width || imgOriginWidth,
    imgCropedHeight = ops.height || imgOriginHeight;
    
  // 計算得出起始坐標點的偏移量, 由于是居中裁剪，因此等于 前后差值 / 2；
  let dx = (imgCropedWidth - imgOriginWidth) / 2,
    dy = (imgCropedHeight - imgOriginHeight) / 2;

  // 創建畫布，并將畫布設置為裁剪后的寬高；
  let cvs = document.createElement('canvas');
  let ctx = cvs.getContext('2d');
  cvs.width = imgCropedWidth;
  cvs.height = imgCropedHeight;
  
  // 繪制并導出圖片；
  ctx.drawImage(img, dx, dy, imgCropedWidth, imgCropedWidth / imgRatio);
  return cvs.toDataURL('image/jpeg', 0.9);
}

三、圖片的旋轉

圖片的旋轉的原理同樣也是將圖片繪制到畫布上進行旋轉后再導出。其實使用到的是canvas的rotate方法；

let cvs = document.createElement('canvas');
let ctx = cvs.getContext('2d');

// 將參照點移動到畫板的中心點；
ctx.translate(ctx.width/2, ctx.height/2);
// 旋轉畫板；
ctx.rotate = 90;
// 繪制圖片；
ctx.drawImage(img);
// 導出得到旋轉后的圖片；
cvs.toDataURL();

這里有個比較特別的部分，就是這里旋轉的是畫布的畫板部分，并不是整個畫布容器，而畫布容器外面不會被繪制，因此這里就會出現一個圖像四個角被裁剪掉的問題:

解決的方式就是:

將畫布容器放大，變成:

上面這個例子中，由于圖片是正方形，因此將容器的寬高放大1.5倍便可保證圖片不會被裁剪，而現實中的圖片由于寬高比例不定，因此這個放大系數是一個動態的值:

Tips: 由于我們將畫板基點移動到畫布中心了，因此在繪制的時候，要相對于基點調整 dx 與 dy;

// 創建畫布，獲取畫板；
...

// 放大系數為
let iw = img.width, ih = img.height;
let ir = iw > ih ? iw / ih : ih / iw;

cvs.width = iw * ir * 1.5;
cvs.height = ih * ir * 1.5;
// 將參照點移動到畫板的中心點；
ctx.translate(cvs.width/2, cvs.height/2);
// 旋轉畫板；
ctx.rotate = 90;

// 繪制圖片；
ctx.drawImage(img, -cvs.width/2, -cvs.height/2);

// 導出圖片；
...

總結

本文主要介紹了一些前端圖片處理的前置知識:

圖片處理技術分類；

• 基礎類型圖片處理技術；
• 算法類型圖片處理技術；
• 圖片的跨域；
• 圖片的加載；

還有講解了屬于基礎類型圖片處理中最簡單的兩類:

• 圖片的縮放；
• 圖片的裁剪；
• 圖片的旋轉；

看完上述內容，是不是對JavaScript實現圖片處理與合成的方法有進一步的了解，如果還想學習更多內容，歡迎關注億速云行業資訊頻道。