canvas绘制饼图的方法介绍(代码)

一. 任务说明

使用原生canvasAPI绘制饼图（南丁格尔玫瑰）。（截图以及数据来自于百度Echarts官方示例库【查看示例链接】)。

二. 重点提示

南丁格尔玫瑰图的画法有很多种，Echarts中提供的以半径或面积两种不同模式，本文中以面积比例画法为例，绘制算法如下：

1. 确定每个扇区的角度。由于所有扇区的角度加在一起为2π ，我们先按照数据比例来计算角度：

1. 每个扇区面积与总面积之间的比例即为数值的比，将给定参数数组options.radius中的最大和最小数值作为数值最大的一块扇形的绘图数据，代入如下公式即可求得总面积S：

1. 再利用上述公式分别计算出每个扇形对应的外圆半径，在canvas中绘制路径并填充即可。

三. 示例代码

南丁格尔玫瑰图绘制示例代码：

//绘制饼图
drawPieChart(options);
    
/**
 * 绘制饼图
 * @param  {[type]} options [description]
 * @return {[type]}         [description]
 */
function drawPieChart(options) {
   //记录最大数值以反求面积总和
   options.maxValue = 0;
   //求数据集总和以在后续计算每个扇形的角度比例
   options.totalNum = options.data.reduce((pre,cur)=>{
     if (cur.value > options.maxValue) {
         options.maxValue = cur.value;
     }
     return pre+cur.value;
   },0);
    /*以最大值对应最大半径来计算面积总和，并覆盖原值
    *使得最大的一块扇形外圆半径为options.radius[0]
    *内圆半径为options.radius[1]
    */
    let Rmin = options.radius[0];
    let Rmax = options.radius[1];
    let r = Math.sqrt((Rmax*Rmax - Rmin*Rmin)*options.totalNum / options.maxValue + Rmin*Rmin);
    options.radius[1] = r;
    //移动坐标系原点至绘图中心
   let paintingCenter={
     x:parseInt(options.center[0],10)/100 * (options.chartZone[2] - options.chartZone[0]) + options.chartZone[0],
     y:parseInt(options.center[1],10)/100 * (options.chartZone[3] - options.chartZone[1]) + options.chartZone[1]
   }
   context.translate(paintingCenter.x, paintingCenter.y);
    //绘制每个扇形,过程中累加旋转角度
   let allAngle = options.data.reduce((prev,cur,index)=>{
       context.fillStyle = options.colorPool[index]
       let angle = calcPaintingData(cur,options);
       return prev + angle;
   },0);
   //绘制中空白色圆
   context.beginPath();
   context.fillStyle = 'white';
   context.arc(0,0,options.radius[0],0,2*Math.PI,false);
   context.fill();
}

/**
 * 计算每个扇形所需要的绘图参数
 */
function calcPaintingData(data,options) {
    let scale = data.value / options.totalNum; 
    let angle = scale * 2 * Math.PI;
    let Rmin = options.radius[0];
    let Rmax = options.radius[1];
    let r = Math.sqrt(scale * (Rmax*Rmax - Rmin*Rmin) + Rmin*Rmin);
    data.r = r;
    //绘制扇形
    paintFan({
        r:r,
        angle:angle,
        data:data,
        options:options
    });
    return angle;//将角度值返回给外层函数以供累加
}

//绘制扇形
function paintFan(opt) {
    context.beginPath();
    context.lineTo(opt.r,0);
    context.arc(0,0,opt.r,0,opt.angle,false);
    context.lineTo(0,0);
    context.closePath();
    context.fill();
    context.rotate(opt.angle);
}

浏览器中可查看效果：

四. hover高亮的实现思路

1. 绘图过程中，将每个扇区的绘图数据（半径，相对于圆心的起始转角，扇区角度）均挂载在绘图数据上。
2. 在canvas标签上监听鼠标移动事件mousemove,并在回调函数中将鼠标移动事件event.clientX和event.clientY转换为相对于canvas坐标的数值(mouseX,mouseY)。
3. 从圆心坐标(paintingCenter.x,paintingCenter.y)到(mouseX,mouseY)连接为向量，根据该向量的角度和模即可判断鼠标是否处于某个扇区之上。
4. 如果处于扇区之上，则以过渡动画来绘制关键帧使得hover效果表现出来。先修改context.fillStyle颜色为对应扇区的高亮色，然后让外圆绘图半径以线性的方式逐帧增加至目标大小（例如10%）,每一帧中使用canvas绘图上下文重新对绘图区域进行封闭画线，然后填充即可。

5. hover效果出现时绘制高亮色的绘图区域，hover效果消失时从外圆开始逐帧绘制白色外层扇区即可，最终再将数据扇区绘制为原色。

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