基于React Hook实现图片的裁剪

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羽徵
    阅读 11 分钟
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    项目背景

    最近做了个电子报项目，用户可在上传的报刊版面图上划出一个个区域，通过OCR图文识别技术，识别出区域文字信息，然后编辑成一条条新闻，可在PC端和手机端点击版面图，查看新闻详情。

    ⚠️关键技术点： 用Canvas如何绘制出裁剪框。

    本文主要介绍裁剪框的实现过程。

    单个裁剪
    单个截图

    批量裁剪
    批量截图

    Canvas技术点

    • CanvasRenderingContext2D.drawImage()方法
    • CanvasRenderingContext2D.save()和CanvasRenderingContext2D.restore()方法的成对使用
    • CanvasRenderingContext2D.globalCompositeOperation属性
    • CanvasRenderingContext2D.getImageData()、CanvasRenderingContext2D.putImageData方法

    🔥小贴士：如果您对本文有兴趣，期望您先了解以上技术点。

    流程简介

    1. 读取图片

    2. 用Canvas绘制图片

      1. drawImage()的使用
      2. 绘制版面图

    3. 裁剪操作

      1. 基本裁剪流程
      2. 裁剪框的绘制

    4. 输出裁剪图片

      1. getImageData()的使用
      2. putImageData()的使用
      3. 使用Canvas.toDataURL()输出图片
      4. 使用OCR识别图片信息

        流程.png

    一、读取图片

    组件初始化时，通过new Image对象读取图片链接；
    若图片是通过本地上传的，可用new FileReader对象读取。

    ⚠️注意点：

    1. 图片的跨域问题；
    2. image.src = url放在图片读取后面，因为会偶发图片读取异常。

    🔨实现代码如下：

    import React, { useState, useEffect } from 'react';
import { useSelector, useDispatch } from 'react-redux';
import { Button } from 'antd';
import styles from './index.less';

/**
*file 版面文件
*useOcr true:通过OCR转换成文字；false:转换为图片
*onTransform 转换成文字或图片后调用组件外部方法
*/
export default function ({ file, useOcr, onTransform }) {
    const { url } = file;
    const [originImg, setOriginImg] = useState(); // 源图片
    const [contentNode, setContentNode] = useState(); // 最外层节点
    const [canvasNode, setCanvasNode] = useState(); // canvas节点
    const [btnGroupNode, setBtnGroupNode] = useState(); // 按钮组
    const [startCoordinate, setStartCoordinate] = useState([0, 0]); // 开始坐标
    const [dragging, setDragging] = useState(false); // 是否可以裁剪
    const [curPoisition, setCurPoisition] = useState(null); // 当前裁剪框坐标信息
    const [trimPositionMap, setTrimPositionMap] = useState([]); // 裁剪框坐标信息
    const fileSyncUpdating = useSelector(state => state.loading.effects['digital/postImgFileWithAliOcr']);
    const dispatch = useDispatch();
  
    const initCanvas = () => {
        // url为上传的图片链接
        if (url == null) {
          return;
        }

        // 实例化一个Image对象，获取图片宽高，用于设置canvas宽高
        const image = new Image();
        image.addEventListener('load', () => {
            ...
        });
        image.crossOrigin = 'anonymous'; // 解决图片跨域问题
        image.src = url;
    };

    useEffect(() => {
        initCanvas();
    }, [url]);
}

    二、canvas绘制图片

    2.1 drawImage()的使用

    drawImage.gif

    语法
    ctx.drawImage(image, dx, dy)   
ctx.drawImage(image, dx, dy, dw, dh)   
ctxdrawImage(image, sx, sy, sw, sh, dx, dy, dw, dh)
    参数
    • image: 图像源;
    • dx和dy是canvas中即将绘制区域的开始坐标值；
    • dw和dh是canvas中即将绘制区域的宽高；
    • 若需绘制源图像某部分，sx和sy是该区域的左上角坐标值；
    • 若需绘制源图像某部分，sw和sh是该区域的宽高。

    2.2 绘制版面图

    在读取版面图的时候，通过调用CanvasRenderingContext2D.drawImage()绘制图片。

    ⚠️注意： 每次调用canvas方法时，需要用ctx.clearRect()擦除一次，这样可以节省内存，否则canvas绘制的图像会一层层叠加，虽然看上去只有一张图。

    🔨实现代码如下：

    // 初始化
const initCanvas = () => {
    // url为上传的图片链接
    if (url == null) {
      return;
    }
    // contentNode为最外层DOM节点
    if (contentNode == null) {
      return;
    }
    // canvasNode为canvas节点
    if (canvasNode == null) {
      return;
    }

    const image = new Image();
    setOriginImg(image); // 保存源图
    image.addEventListener('load', () => {      
        const ctx = canvasNode.getContext('2d');
        // 擦除一次，否则canvas会一层层叠加，节省内存
        ctx.clearRect(0, 0, canvasNode.width, canvasNode.height);
        // 若源图宽度大于最外层节点的clientWidth，则设置canvas宽为clientWidth，否则设置为图片的宽度
        const clientW = contentNode.clientWidth;
        const size = image.width / clientW;
        if (image.width > clientW) {
        canvasNode.width = clientW;
        canvasNode.height = image.height / size;
        } else {
        canvasNode.width = image.width;
        canvasNode.height = image.height;
        }
        // 调用drawImage API将版面图绘制出来
        ctx.drawImage(image, 0, 0, canvasNode.width, canvasNode.height);
    });
    image.crossOrigin = 'anonymous'; // 解决图片跨域问题
    image.src = url;
};

useEffect(() => {
    initCanvas();
}, [canvasNode, url]);

return (
    <section ref={setContentNode} className={styles.modaLLayout}>
      <canvas
        ref={setCanvasNode}
        onMouseDown={handleMouseDownEvent}
        onMouseMove={handleMouseMoveEvent}
        onMouseUp={handleMouseRemoveEvent}
      />
   </section>
)

    三、裁剪操作

    3.1 基本裁剪流程

    trim流程.png

    流程如下：

    1. 鼠标移入canvas画布区；
    2. 点击鼠标，通过onMouseDown事件获取开始坐标点（startX,startY）；
    3. 移动鼠标，通过onMouseMove事件获取坐标，实时绘制裁剪框；
    4. 松开鼠标，通过onMouseUp事件终止裁剪框的绘制

    🔨实现代码如下：

      // 点击鼠标事件
  const handleMouseDownEvent = e => {
    // 开始裁剪
    setDragging(true);
    const { offsetX, offsetY } = e.nativeEvent;
    // 保存开始坐标
    setStartCoordinate([offsetX, offsetY]);
    
    if (btnGroupNode == null) {
      return;
    }
    // 裁剪按钮不可见
    btnGroupNode.style.display = 'none';
  };

  // 移动鼠标事件
  const handleMouseMoveEvent = e => {
    if (!dragging) {
      return;
    }
    const ctx = canvasNode.getContext('2d');
    // 每一帧都需要清除画布(取最后一帧绘图状态, 否则状态会累加)
    ctx.clearRect(0, 0, canvasNode.width, canvasNode.height);

    const { offsetX, offsetY } = e.nativeEvent;

    // 计算临时裁剪框的宽高
    const tempWidth = offsetX - startCoordinate[0];
    const tempHeight = offsetY - startCoordinate[1];
    // 调用绘制裁剪框的方法
    drawTrim(startCoordinate[0], startCoordinate[1], tempWidth, tempHeight);
  };

  // 松开鼠标
  const handleMouseRemoveEvent = () => {
    // 结束裁剪
    setDragging(false);

    // 处理裁剪按钮样式
    if (curPoisition == null) {
      return;
    }
    if (btnGroupNode == null) {
      return;
    }
    btnGroupNode.style.display = 'block';
    btnGroupNode.style.left = `${curPoisition.startX}px`;
    btnGroupNode.style.top = `${curPoisition.startY + curPoisition.height}px`;

    // 判断裁剪区是否重叠(此项目需要裁剪不规则的相邻区域，所以裁剪框重叠时才支持批量裁剪)
    judgeTrimAreaIsOverlap();
  };
  
return (
    <section ref={setContentNode} className={styles.modaLLayout}>
      <canvas
        ref={setCanvasNode}
        onMouseDown={handleMouseDownEvent}
        onMouseMove={handleMouseMoveEvent}
        onMouseUp={handleMouseRemoveEvent}
      />
      <div ref={setBtnGroupNode} className={styles.buttonWrap}>
          <Button type="link" icon="close" size="small" ghost disabled={fileSyncUpdating} onClick={handleCancle}>
            取消
          </Button>
          <Button
            type="link"
            icon="file-image"
            size="small"
            ghost
            disabled={fileSyncUpdating}
            onClick={() => getImgTrimData('justImg')}
          >
            转为图片
          </Button>
          <Button
            type="link"
            icon="file-text"
            size="small"
            ghost
            loading={fileSyncUpdating}
            onClick={getImgTrimData}
          >
            转为文字
          </Button>    
      </div>
   </section>
)

    3.2 绘制裁剪框

    实现流程如下：

    trim流程-3.png

    ⚠️注意： canvas是基于状态的，save()和restore()需要成对使用

    如何将版面图、蒙层、裁剪框和边框像素点按照顺序叠在一起呢❓

    这里需要用到CanvasRenderingContext2D.globalCompositeOperation属性，它可以实现图像的合成。

    🔨实现代码如下：

    // 绘制裁剪框的方法
const drawTrim = (x, y, w, h, flag) => {
    const ctx = canvasNode.getContext('2d');

    // 绘制蒙层
    ctx.save();
    ctx.fillStyle = 'rgba(0,0,0,0.6)'; // 蒙层颜色
    ctx.fillRect(0, 0, canvasNode.width, canvasNode.height);

    // 将蒙层凿开
    ctx.globalCompositeOperation = 'source-atop';
    // 裁剪选择框
    ctx.clearRect(x, y, w, h);
    if (!flag && trimPositionMap.length > 0) {
      trimPositionMap.map(item => ctx.clearRect(item.startX, item.startY, item.width, item.height));
    }

    // 绘制8个边框像素点
    ctx.globalCompositeOperation = 'source-over';
    drawBorderPixel(ctx, x, y, w, h);
    if (!flag && trimPositionMap.length > 0) {
      trimPositionMap.map(item => drawBorderPixel(ctx, item.startX, item.startY, item.width, item.height));
    }

    // 保存当前区域坐标信息
    setCurPoisition({
      width: w,
      height: h,
      startX: x,
      startY: y,
      position: [
        (x, y),
        (x + w, y),
        (x, y + h),
        (x + w, y + h),
        (x + w / 2, y),
        (x + w / 2, y + h),
        (x, y + h / 2),
        (x + w, y + h / 2),
      ],
      canvasWidth: canvasNode.width, // 用于计算移动端版面图缩放比例
    });

    ctx.restore();

    // 再次调用drawImage将图片绘制到蒙层下方
    ctx.save();
    ctx.globalCompositeOperation = 'destination-over';
    ctx.drawImage(originImg, 0, 0, canvasNode.width, canvasNode.height);
    ctx.restore();
  };
  
// 绘制边框像素点的方法  
const drawBorderPixel = (ctx, x, y, w, h) => {
  ctx.fillStyle = '#f5222d';
  const size = 5; // 自定义像素点大小
  ctx.fillRect(x - size / 2, y - size / 2, size, size);
  // ...同理通过ctx.fillRect再画出其余像素点
  ctx.fillRect(x + w - size / 2, y - size / 2, size, size);
  ctx.fillRect(x - size / 2, y + h - size / 2, size, size);
  ctx.fillRect(x + w - size / 2, y + h - size / 2, size, size);

  ctx.fillRect(x + w / 2 - size / 2, y - size / 2, size, size);
  ctx.fillRect(x + w / 2 - size / 2, y + h - size / 2, size, size);
  ctx.fillRect(x - size / 2, y + h / 2 - size / 2, size, size);
  ctx.fillRect(x + w - size / 2, y + h / 2 - size / 2, size, size);
};

    四、输出裁剪图片

    4.1 getImageData() 的使用

    我们要获取裁剪框的图像信息，需要用到getImageData()方法，它返回一个ImageData对象。

    语法
    • context.getImageData(sx, sy, sWidth, sHeight);
    参数
    • sx、sy：截图框的起始坐标值；
    • sWidth, sHeight: 截图框的宽高

    ❓：获取了裁剪框图像信息后，那怎么将它们转换成图片呢
    需要新建一个canvas，通过getImageData()方法把裁剪框图像信息放在该canvas上。

    ❓：为什么要新建canvas,直接用toBlob()不行吗
    HTMLCanvasElement.toBlob()是将整个canvas进行输出，而此项目要的是canvas中裁剪框的图像信息。

    4.2 putImageData()的使用

    putImageData()可以把已有的裁剪框数据绘制到新画布的指定区域上。

    语法
    • context.putImageData(imagedata, dx, dy);
    • context.putImageData(imagedata, dx, dy, dirtyX, dirtyY, dirtyWidth, dirtyHeight);
    参数
    • imagedata：裁剪框图像信息；
    • dx, dy: 目标Canvas中被imagedata替换的起始坐标；
    • dirtyX, dirtyY:裁剪框区域左上角的坐标,默认为0；
    • dirtyWidth, dirtyHeight:裁剪框的宽高。默认值是imagedata图像的宽高。

    4.3 使用Canvas.toDataURL()输出图片

    canvas提供了两个2D转换为图片的方法：

    • HTMLCanvasElement.toDataURL() 返回base64地址
    • HTMLCanvasElement.toBlob() 返回Blob对象

    本项目OCR接口要求的图片格式是Base64，所以使用HTMLCanvasElement.toDataURL()方法。

    4.4 使用OCR识别图片信息

    ❓：为什么要计算出包含多个裁剪框的最小矩形

    因为OCR每调用一次都是计费的，所以不管有多少个裁剪框，最后只输出到一个canvas上，这样只调用一次OCR。

    ⚠️单个裁剪框的最小矩形即是其本身。

    ❓：如何计算出最小矩形

    很简单，分别得到多个裁剪框的最小startX、startY值和最大endX、endY值，即可计算出最小矩形的开始坐标和宽高。

    trim流程-4.png

    代码实现如下：

    // 获得裁剪后的图片文件
  const getImgTrimData = flag => {
    // trimPositionMap为裁剪框的坐标数据
    if (trimPositionMap.length === 0) {
      return;
    }

    const ctx = canvasNode.getContext('2d');

    // 重新构建一个canvas，计算出包含多个裁剪框的最小矩形
    const trimCanvasNode = document.createElement('canvas');
    const { startX, startY, minWidth, minHeight } = getMinTrimReactArea();
    trimCanvasNode.width = minWidth;
    trimCanvasNode.height = minHeight;
    const trimCtx = trimCanvasNode.getContext('2d');
    trimCtx.clearRect(0, 0, trimCanvasNode.width, trimCanvasNode.height);
    trimPositionMap.map(pos => {
      // 取到裁剪框的像素数据
      const data = ctx.getImageData(pos.startX, pos.startY, pos.width, pos.height);
      // 输出在canvas上
      return trimCtx.putImageData(data, pos.startX - startX, pos.startY - startY);
    });
    const trimData = trimCanvasNode.toDataURL();

    // 若转成图片，直接输出trimData；若转成文字，则请求OCR接口,转换成文字
    (flag === 'justImg'
      ? Promise.resolve(trimData)
      : dispatch({
          type: 'digital/postImgFileWithAliOcr',
          payload: {
            img: trimData,
          },
        })
    ).then(result => {
       // 调用外部api,输出图片数据
      onTransform(result, flag);
    });
  };
  
  // 计算出包含多个裁剪框的最小矩形
  const getMinTrimReactArea = () => {
    const startX = Math.min(...trimPositionMap.map(item => item.startX));
    const endX = Math.max(...trimPositionMap.map(item => item.startX + item.width));
    const startY = Math.min(...trimPositionMap.map(item => item.startY));
    const endY = Math.max(...trimPositionMap.map(item => item.startY + item.height));
    return {
      startX,
      startY,
      minWidth: endX - startX,
      minHeight: endY - startY,
    };
  };

    总结

    很多业务场景中会用到图片的裁剪功能，因为裁剪组件实现起来比较费时间，所以很多前端朋友直接借助第三方插件，但插件中又依赖了很多别的插件，这样你的项目后期维护会比较费劲，个人建议能不依赖第三方库的尽量自己去实现。

    本文主要是介绍裁剪框的绘制，至于裁剪框的移动、伸缩、旋转，暂没有去实现，这些都是基于坐标点的操作，相对简单。

    Canvas的属性和方法若能用得好的话，可以实现非常多好玩的效果，前提是要吃透canvas。

    欢迎指正，谢谢！

    参考链接

    前端reactreact-hooksjavascript
    羽徵
    174 声望2 粉丝

    脑洞略大的程序员一枚。

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