浅谈 Canvas 性能分析与渲染优化

# 前言

接上文面试官问：什么是 canvas 污染 (opens new window)

本文仅讨论 Canvas 2D

网上这类的文章已经很多了，本文仅仅是一个记录与总结。

推荐文末的拓展阅读

# 性能分析

Canvas 规范 (opens new window)

渲染也是在 UI Render 中进行

context 是一个状态栈

状态包括

当前应用的变形
strokeStyle, fillStyle, globalAlpha, lineWidth, lineCap, lineJoin, miterLimit, shadowOffsetX, shadowOffsetY, shadowBlur, shadowColor, globalCompositeOperation 的值
当前的裁切路径（clipping path）

# 优化策略

# 分层绘制

单一清除策略，适合同层物体矩形框不重叠的情况

如果同层2个物体重叠，上一策略在清除时会清掉另一物体的部分像素。

此时应该判断两者是否重叠，若重叠两者合并得到一个脏矩形，清空脏矩形，并重绘两个物体

更具体的细节可以查看利用分层优化 HTML5 画布渲染 (opens new window)

# 通过计算避免无效绘制

通过计算判断所绘制元素可见与否，是否需要绘制

计算性能与渲染性能的平衡

# 离屏绘制

将常用图像绘制在另一个 canvas 中

// 在离屏 canvas 上绘制
var canvasOffscreen = document.createElement('canvas');
canvasOffscreen.width = dw;
canvasOffscreen.height = dh;
canvasOffscreen.getContext('2d').drawImage(image, sx, sy, sw, sh, dx, dy, dw, dh);

// 在绘制每一帧的时候，绘制这个图形
context.drawImage(canvasOffscreen, x, y);

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摘自《Canvas 最佳实践（性能篇）》

还可以借助 worker 进行优化

// main.js
const offscreenCanvas = document.getElementById("c").transferControlToOffscreen();
worker.postMessage(offscreenCanvas, [offscreenCanvas]);


// worker.js 
let ctx, pos = 0;
function draw(dt) {
  ctx.clearRect(0, 0, 100, 100);
  ctx.fillRect(pos, 0, 10, 10);
  pos += 10 * dt;
  requestAnimationFrame(draw);
}

self.onmessage = function(ev) {
  const transferredCanvas = ev.data;
  ctx = transferredCanvas.getContext("2d");
  draw();
};

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引自 https://html.spec.whatwg.org/multipage/imagebitmap-and-animations.html#animation-frames

# 合理使用 API

减少耗时 api 的使用

减少改变 context 的状态

避免非法赋值

# 可交互画布

# 判断点的位置

ctx.isPointInPath

使用 isPointinPath 方法检查某点是否在当前路径 path (Path2D) 内

但很多情况下我们没有保存这个 path ，此时自己采用射线法计算判断

# 获取点击区域

addHitRegion

有兼容性问题， Safari 等不支持

# 避免使用 canvas 实现文本编辑控件

这个不用说了， canvas 难以实现

参照 Best practices (opens new window)

# 总结

将渲染开销转嫁到计算开销
利用分层渲染复杂场景
固定内容采用离屏渲染
合理使用 API 并管理状态

# 拓展阅读

编辑

#Canvas

上次更新: 2024/09/01, 23:56:56

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