以下文章来源于卧梅又闻花，作者Mr兔子先生
刮刮卡是大家非常熟悉的一种网页交互元素了。实现刮涂层的效果，需要借助canvas来实现，想必每个前端工程师都清楚。实现刮刮卡并不难，但其中却涉及很多知识点，掌握这些知识点，有助于我们更深刻理解原理，对于提升举一反三的能力很有帮助。本期以实现刮刮卡为例，分享下如何科学合理地封装函数，并对涉及的相关知识点进行讲解。
先看下最终效果：
实现刮刮卡都涉及到哪些知识点呢？
知识点1：canvas元素尺寸与画布尺寸
知识点2：prototype、__proto__、constructor
知识点3：canvas的globalCompositeOperation
知识点4：addEventListener第三个参数的passive属性
知识点5：canvas的ImageData
下面进入本期分享的正式内容。
1 需求分析
为了满足更多的场景需要，我们尽可能地提供更多的参数，方便使用者。先从产品和UI的角度来思考下，一个刮刮卡可能需要哪些配置选项。
- 涂层样式（图片 or 纯色）
- 涂抹画笔半径
- 涂抹到百分之多少时，直接刮开全部涂层
- 刮开全部涂层的效果（淡出 or 直接消除）
接下来再补充下技术配置选项：
- canvas元素
- 屏幕像素显示倍数（适应Retina等高倍屏）
- 淡出效果的过渡动画时间
OK，确认好以上配置参数后，就可以正式开工了。
2 页面构建
项目目录结构如下：
代码语言：javascript复制|- award.jpg <--刮刮卡底层结果页图片
|- index.html
|- scratch-2x.jpg <--刮刮卡涂层图片
|- scratchcard.js页面结构很简单，div的background显示结果，div里的canvas用来做涂层。
新建index.html，加入以下代码（HTML模板代码略过）：
HTML代码：
代码语言：javascript复制<div class="card">
<canvas id="canvas" width="750" height="280"></canvas>
</div>CSS代码：
代码语言：javascript复制.card {
width: 375px;
height: 140px;
background: url('award.jpg');
background-size: 375px 140px;
}
.card canvas {
width: 375px;
height: 140px;
}award.jpg用的是2倍图，因此使用 background-size缩放回1倍显示大小。
这里可以发现，HTML中canvas的width、height与CSS中的width、height不一致。原因就是要适应Retina 2倍屏幕。这里就涉及到了canvas画布尺寸的知识点。
现在页面显示效果如下，结果图像已显示出来：
知识点1：canvas元素尺寸与画布尺寸
HTML中canvas的width、height是画布大小，通俗来讲就是canvas画布的“绘制区域大小”，一定要跟元素的显示大小区别开来。
我们的结果图素材是750x280，所以要让canvas完全绘制这张图片，画布大小也需要是750x280。
那么元素大小，就是canvas在页面的“显示大小”。通过CSS对canvas元素进行宽高设置，使其正确的显示。
3 构建类的雏形
新建scratchcard.js。
结合第1章节的需求分析，类的雏形如下：
代码语言：javascript复制function ScratchCard(config) {
// 默认配置
this.config = {
// canvas元素
canvas: null,
// 直接全部刮开的百分比
showAllPercent: 65,
// 图片图层
coverImg: null,
// 纯色图层，如果图片图层值不为null，则纯色图层无效
coverColor: null,
// 全部刮开回调
doneCallback: null,
// 擦除半径
radius: 20,
// 屏幕倍数
pixelRatio: 1,
// 展现全部的淡出效果时间（ms）
fadeOut: 2000
}
Object.assign(this.config, config);
}使用对象的方式向函数传参有很多优点：
- 参数语义化，方便理解
- 不用在意参数顺序
- 传参的增删和顺序调整不会影响业务代码的使用
使用Object.assign方法，可将传递进来的config参数覆盖默认参数。传递的config中没有的属性，则使用默认配置。
在index.html中引入scratchcard.js，在body最下边插入script代码：
代码语言：javascript复制new ScratchCard({
canvas: document.getElementById('canvas'),
coverImg: 'scratch-2x.jpg',
pixelRatio: 2,
doneCallback: function() {
console.log('done')
}
});刮刮卡的类使用起来非常方便，仅传递不使用默认配置的值即可。
4 实现ScratchCard
4.1 构建ScratchCard原型
继续编写scratchcard.js：
代码语言：javascript复制function ScratchCard(config) {
this.config = {
...（略）
}
Object.assign(this.config, config)
this._init();
}
ScratchCard.prototype = {
constructor: ScratchCard,
// 初始化
_init: function() {}
}这里设置了constructor: ScratchCard，仅仅是为了显得更加严谨，省略这一行也是没有问题的。
由代码中 prototype和 constructor引出第2个知识点。
知识点2：prototype、__proto__、constructor
先记住两点：
__proto__和constructor属性是对象所独有的（函数也是对象）。prototype属性是函数所独有的。
※由于JS中函数也是一种对象，所以函数也拥有
__proto__和constructor属性。
【__proto__】
__proto__属性都是由一个对象指向一个对象，即指向它们的原型对象（也可以理解为父对象）。
它的作用就是当访问一个对象的属性时，如果该对象内部不存在这个属性，那么就会去它的__proto__属性所指向的那个对象（父对象）里找，如果父对象也不存在这个属性，则继续在父对象的__proto__属性所指向的对象（爷爷对象）里找，如果还没找到，则继续往上找，直到原型链顶端null。null为原型链的终点。
由以上这种通过__proto__属性来连接对象直到null的一条链即为所谓的原型链。
【prototype】
prototype对象是函数所独有的，它是从一个函数指向一个对象。它的含义是函数的原型对象，也就是由这个函数所创建的实例的原型对象。
// 示例代码
var demo = new Demo()
function Demo(config) { ... }因此，以上代码中，demo.__proto__ === Demo.prototype。
【constructor】
constructor属性也是对象独有的，它是从一个对象指向一个函数。其含义就是指向该对象的构造函数。所有函数最终的构造函数都指向Function。
当创建一个函数的时候，会同时自动创建它的 prototype对象，这个对象也会自动获得 constructor属性，并指向自己。
那么，为什么我们这里还要手动设置constructor: ScratchCard呢？
原因就是我们用这样的语法：
代码语言：javascript复制ScratchCard.prototype = {}会导致自动设置的constructor属性值被覆盖。在这种情况下，如果我们不特意设置constructor: ScratchCard的话，constructor则会指向Object。
4.2 实现canvas涂层
先添加以下代码：
代码语言：javascript复制function ScratchCard(config) {
this.config = {
...(略)
}
Object.assign(this.config, config);
this.canvas = this.config.canvas;
this.ctx = null;
this.offsetX = null;
this.offsetY = null;
this._init();
}
ScratchCard.prototype = {
constructor: ScratchCard,
// 初始化
_init: function() {
var that = this;
this.ctx = this.canvas.getContext('2d');
this.offsetX = this.canvas.offsetLeft;
this.offsetY = this.canvas.offsetTop;
if (this.config.coverImg) {
// 如果设置的图片涂层
var coverImg = new Image();
coverImg.src = this.config.coverImg;
// 读取图像
coverImg.onload = function() {
// 绘制图像
that.ctx.drawImage(coverImg, 0, 0);
that.ctx.globalCompositeOperation = 'destination-out';
}
} else {
// 如果没设置图片涂层，则使用纯色涂层
this.ctx.fillStyle = this.config.coverColor;
this.ctx.fillRect(0, 0, this.canvas.width, this.canvas.height);
this.ctx.globalCompositeOperation = 'destination-out';
}
}
}初始化代码就是实现涂层的覆盖。这里的关键逻辑是：如果设置了图像涂层，则忽略纯色涂层。
涉及到了canvas两个API：
drawImage用于绘制图像。
fillRect用于绘制矩形，在绘制之前要先设置笔刷，即通过fillStyle属性设置颜色。
这段代码是什么意思呢？
代码语言：javascript复制this.ctx.globalCompositeOperation = 'destination-out';globalCompositeOperation就是第3个知识点。
知识点3：canvas的globalCompositeOperation
在w3school上可以查阅到该属性的详细说明：
值 | 描述 |
|---|---|
source-over | 默认。在目标图像上显示源图像。 |
source-atop | 在目标图像顶部显示源图像。源图像位于目标图像之外的部分是不可见的。 |
source-in | 在目标图像中显示源图像。只有目标图像内的源图像部分会显示，目标图像是透明的。 |
source-out | 在目标图像之外显示源图像。只会显示目标图像之外源图像部分，目标图像是透明的。 |
destination-over | 在源图像上方显示目标图像。 |
destination-atop | 在源图像顶部显示目标图像。源图像之外的目标图像部分不会被显示。 |
destination-in | 在源图像中显示目标图像。只有源图像内的目标图像部分会被显示，源图像是透明的。 |
destination-out | 在源图像外显示目标图像。只有源图像外的目标图像部分会被显示，源图像是透明的。 |
lighter | 显示源图像 目标图像。 |
copy | 显示源图像。忽略目标图像。 |
xor | 使用异或操作对源图像与目标图像进行组合。 |
看上去好像有点懵逼难理解，其实就是类似于指定photoshop里两个图层怎么融合，比如谁遮罩谁、交叉部分消除、交叉部分颜色融合等等。
可以参看下w3school的图示，蓝色为目标图像，红色为源图像。
回到刮刮卡，图片涂层是目标图像，目前源图像还未设置，所以源图像为全透明（源图像的不透明的部分用来抠除目标图像并呈现透明），所以目标图像（图片涂层）全部显示。
现在效果如下图所示，涂层已经覆盖上了。
4.3 添加涂抹事件
涂抹事件，其实就是用touchstart、touchmove、touchend事件，为了顺便兼容鼠标操作，也把mousedown、mousemove、mouseup带上。
修改代码：
代码语言：javascript复制function ScratchCard(config) {
this.config = {
...(略)
}
Object.assign(this.config, config);
this.canvas = this.config.canvas;
this.ctx = null;
this.offsetX = null;
this.offsetY = null;
// 是否在画布上处于按下状态
this.isDown = false;
// 是否已完成刮刮卡
this.done = false;
this._init();
}
ScratchCard.prototype = {
constructor: ScratchCard,
// 初始化
_init: function() {
...(略)
this.offsetY = this.canvas.offsetTop;
this._addEvent();
if (this.config.coverImg) { ...(略) }
},
// 添加事件
_addEvent: function() {
this.canvas.addEventListener('touchstart', this._eventDown.bind(this), { passive: false });
this.canvas.addEventListener('touchend', this._eventUp.bind(this), { passive: false });
this.canvas.addEventListener('touchmove', this._scratch.bind(this), { passive: false });
this.canvas.addEventListener('mousedown', this._eventDown.bind(this), { passive: false });
this.canvas.addEventListener('mouseup', this._eventUp.bind(this), { passive: false });
this.canvas.addEventListener('mousemove', this._scratch.bind(this), { passive: false });
},
_eventDown: function(e) {
e.preventDefault();
this.isDown = true;
},
_eventUp: function(e) {
e.preventDefault();
this.isDown = false;
},
// 刮涂层
_scratch: function(e) {
}
}代码很好理解，就是添加事件监听。当按下的时候，把isDown设置为true，当抬起的时候，把isDown设置为false。
可以看到addEventListener的第3个参数{ passive: false }，这是个什么鬼？这就是第4个知识点。
知识点4：addEventListener第三个参数的passive属性
最开始，addEventListener() 的参数约定是这样的：
代码语言：javascript复制el.addEventListener(type, listener, useCapture)- el：事件对象
- type：事件类型，click、mouseover 等
- listener：事件处理函数，也就是事件触发后的回调
- useCapture：布尔值，是否是捕获型，默认 false（冒泡）
2015年底，为了扩展新的选项，DOM 规范做了修订：
代码语言：javascript复制el.addEventListener(type, listener, {
capture: false, // useCapture
once: false, // 是否设置单次监听
passive: false // 是否让阻止默认行为preventDefault()失效
})三个属性的默认值都为 false。
为什么会多出个passive属性呢？
为了防止页面滚动，很多移动端页面都会监听 touchmove 等 touch 事件，像这样：
代码语言：javascript复制document.addEventListener("touchmove", function(e){
e.preventDefault()
})由于 touchmove 事件对象的 cancelable 属性为 true，也就是说它的默认行为可以被监听器通过 preventDefault() 方法阻止。那它的默认行为是什么呢，通常来说就是滚动当前页面（还可能是缩放页面），如果它的默认行为被阻止了，页面就必须静止不动。但浏览器无法预先知道一个监听器会不会调用 preventDefault()，它能做的只有等监听器执行完后再去执行默认行为，而监听器执行是要耗时的，有些甚至耗时很明显，这样就会导致页面卡顿。即便监听器是个空函数，也会产生一定的卡顿，毕竟空函数的执行也会耗时。
当设置了passtive为true，则会忽略代码中的preventDefault(), 因此页面会变得更流畅。如下演示，右侧手机的页面设置了passtive为true。
OK，那么问题来了？既然默认是passive: false，为什么代码里还要再多此一举写一遍呢？
答案在这里，来看chrome的官方说明：https://www.chromestatus.com/feature/5093566007214080
原文如下：
AddEventListenerOptions defaults passive to false. With this change touchstart and touchmove listeners added to the document will default to passive:true (so that calls to preventDefault will be ignored)..
意思是：addEventListener的option里，默认passive是false。但是如果事件是 touchstart 或 touchmove的话，passive的默认值则会变成true（所以preventDefault就会被忽略了）。
OK，原理讲完了，我们还没有把页面的默认滑动行为阻止掉。不阻止的话，在滑动刮刮卡的时候，页面也会跟着滚动。
4.4 阻止页面滚动
看完了4.3小节，那么阻止页面滚动就很简单了。在index.html的script里加入以下代码：
代码语言：javascript复制 window.addEventListener('touchmove', function(e) {
e.preventDefault();
}, {passive: false});
new ScratchCard({
...(略)
});4.5 实现擦除效果
这里完善下_scratch方法，代码如下：
代码语言：javascript复制_scratch: function(e) {
e.preventDefault();
var that = this;
if (!this.done && this.isDown) {
if (e.changedTouches) {
e = e.changedTouches[e.changedTouches.length - 1];
}
var x = (e.clientX document.body.scrollLeft || e.pageX) - this.offsetX || 0,
y = (e.clientY document.body.scrollTop || e.pageY) - this.offsetY || 0;
with(this.ctx) {
beginPath()
arc(x * that.config.pixelRatio, y * that.config.pixelRatio, that.config.radius * that.config.pixelRatio, 0, Math.PI * 2);
fill();
}
}
}逻辑大致如下：
- 判断刮刮卡还没刮完(this.done为false)，并且处于按下状态(this.isDown为true)。
- 如果存在多个触点，则使用最后一个触点。通过e.changedTouches获取最后一个触点。
- 计算触点在canvas里的相对坐标。
- 在canvas中的触点位置绘制圆形。
需要说明的是，乘以pixelRatio是为了适应多倍屏幕。在本示例中，画布尺寸是2倍尺寸，而坐标是按照网页元素的尺寸计算出来的，正好相差一倍，所以要乘以pixelRatio（pixelRatio = 2）。
还记得4.2小节讲的globalCompositeOperation么？当设置为 destination-out的时候，源图像的非透明部分会抠去目标图像，因此实现了刮刮卡的刮涂层效果。
4.6 检测涂层的透明部分占比
虽然刮涂层的效果实现了，但是还要实时检测刮开了多少，来判断是否完成刮刮卡。
继续修改代码：
代码语言：javascript复制_scratch: function(e) {
...(略)
if (!this.done && this.isDown) {
...(略)
with(this.ctx) {
...(略)
}
if (this._getFilledPercentage() > this.config.showAllPercent) {
this._scratchAll()
}
}
}
// 刮开全部涂层
_scratchAll() {
var that = this;
this.done = true;
if (this.config.fadeOut > 0) {
// 先使用CSS opacity清除，再使用canvas清除
this.canvas.style.transition = 'all ' this.config.fadeOut / 1000 's linear';
this.canvas.style.opacity = '0';
setTimeout(function() {
that._clear();
}, this.config.fadeOut)
} else {
// 直接使用canvas清除
that._clear();
}
// 执行回调函数
this.config.doneCallback && this.config.doneCallback();
},
// 清除全部涂层
_clear() {
this.ctx.fillRect(0, 0, this.canvas.width, this.canvas.height);
},
// 获取刮开区域百分比
_getFilledPercentage: function() {
let imgData = this.ctx.getImageData(0, 0, this.canvas.width, this.canvas.height);
let pixels = imgData.data;
let transPixels = [];
for (let i = 0; i < pixels.length; i = 4) {
if (pixels[i 3] < 128) {
transPixels.push(pixels[i 3]);
}
}
return (transPixels.length / (pixels.length / 4) * 100).toFixed(2)
}
}新增了3个方法：
_scratchAll： 清空涂层（全部刮开）。如果设置的fadeOut（淡出时间），则通过CSS动画，将canvas做淡出效果，然后再清除涂层。如果fadeOut为0，则直接清除涂层。
_clear：清除涂层。很简单，直接画一个铺满画布的矩形即可。
_getFilledPercentage：计算刮开区域的百分比。通过遍历canvas每个像素点，计算全透明像素的占比。
这里就涉及到了第5个知识点。
知识点5：canvas的ImageData
利用canvas的getImageData()方法可以获取到全部的像素点信息，返回数组格式。数组中，并不是每个元素代表一个像素的信息，而是每4个元素为一个像素的信息。例如：
data[0] = 像素1的R值，红色（0-255） data[1] = 像素1的G值，绿色（0-255） data[2] = 像素1的B值，蓝色（0-255） data[3] = 像素1的A值，alpha 通道（0-255; 0 透明，255完全可见） data[4] = 像素2的R值，红色（0-255） ...
本例的透明度不存在中间值，所以就可以认为alpha小于128即为透明。
4.7 注意事项
由于浏览器安全限制，Image不能读取本地图片，因此需要部署在服务端，以http协议浏览本项目。
以上就是本期分享的全部内容了。完整代码请前往GitHub：https://github.com/Yuezi32/scratchcard
看似简单的刮刮卡却隐藏了这么多的知识点，你都掌握了么？
完
