Изменение размеров и обрезка изображений с помощью элемента Canvas

2020-07-05

Узнайте, как изменять размер и обрезать изображения с помощью JavaScript и элемента HTML5 Canvas, используя при этом инструменты управления, которые вы могли видеть в приложениях для редактирования фотографий:

В этой статье я расскажу, как изменять размер и обрезать изображения с помощью элемента HTML5 <canvas>, и, так как мы уже займемся этим, давайте попутно создадим крутые элементы управления для изменения размера изображений, которые вы часто видели в приложениях для редактирования фотографий.

Разметка

В реальной среде веб-сайт или приложение могут использовать эту технику для изменения размера и создания фотографии профиля перед загрузкой.

Мы могли бы сделать это и на сервере, однако, в этом случае потребуется передача файлов потенциально больших размеров, что займет много времени. Вместо этого мы можем изменить размер изображения на стороне клиента еще до его загрузки. Что позволит сделать все намного быстрее.

Для этого мы создадим элемент HTML5 <canvas> и выведем изображение на холсте в определенном размере, а затем извлечем новые данные изображения с холста в виде данных URI.

Большинство браузеров уже поддерживают эти методы, так что вы, скорее всего, сможете применить эту технику прямо сейчас. Однако вам нужно знать о некоторых ограничениях, не связанных с поддержкой браузерами, таких как качество изображений и производительность.

Изменение размера очень больших изображений может привести к замедлению работы браузера, или в некоторых случаях даже к сбою приложения. Поэтому имеет смысл установить разумные ограничения на размер файла, который можно загружать. Если для вас важно качество, вы можете найти применение данной техники нецелесообразным, так как браузер при обработке понижает качество изображения.

Существует ряд методов, с помощью которых можно увеличить качество изображений, масштабируемых с холста, однако в этой статье мы их рассматривать не будем.

Окончательный результат вы можете увидеть в этой демо-версии, или вы можете скачать ZIP-архив.

Что ж, теперь давайте приступим!

Разметка

В нашей демо-версии мы начнем с существующего изображения:

<img class="resize-image" src="image.jpg" alt="Image" />

Вот и все! Это весь HTML-код, который нам потребуется для этой демонстрации.

CSS

CSS также самый минимальный. Во-первых, определим стили для контейнера изменения размера и изображения:

.resize-container {
    position: relative;
    display: inline-block;
    cursor: move;
    margin: 0 auto;
}

.resize-container img {
    display: block
}

.resize-container:hover img,
.resize-container:active img {
    outline: 2px dashed rgba(222,60,80,.9);
}

Далее определяем позицию и стили для каждого "маркера изменения размеров". Они представляют собой квадратики в углу каждого изображения, за которые мы можем потянуть, чтобы изменить размер:

.resize-handle-ne,
.resize-handle-ne,
.resize-handle-se,
.resize-handle-nw,
.resize-handle-sw {
    position: absolute;
    display: block;
    width: 10px;
    height: 10px;
    background: rgba(222,60,80,.9);
    z-index: 999;
}

.resize-handle-nw {
    top: -5px;
    left: -5px;
    cursor: nw-resize;
}

.resize-handle-sw {
    bottom: -5px;
    left: -5px;
    cursor: sw-resize;
}

.resize-handle-ne {
    top: -5px;
    right: -5px;
    cursor: ne-resize;
}

.resize-handle-se {
    bottom: -5px;
    right: -5px;
    cursor: se-resize;
}

JavaScript

JavaScript мы начинаем с определения некоторых переменных и инициализации Canvas и целевого изображения:

var resizeableImage = function(image_target) {
    var $container,
    orig_src = new Image(),
    image_target = $(image_target).get(0),
    event_state = {},
    constrain = false,
    min_width = 60,
    min_height = 60,
    max_width = 800,
    max_height = 900,
    resize_canvas = document.createElement('canvas');
});

resizeableImage($('.resize-image'));

Далее мы создаем функцию init, которая будет вызываться сразу при загрузке. Эта функция обертывает изображение в контейнер, создает маркеры изменения размера и создает копию исходного изображения, используемую для изменения размера.

Мы также назначаем объект JQuery для элемента контейнера в переменную, чтобы можно было обратиться к ней позже и добавить отслеживатель события mousedown, который определяет, когда кто-то начинает перетаскивать один из маркеров:

var resizeableImage = function(image_target) {

// ...
    init = function(){

        // Создаем новое изображение с копией оригинального src
        // Когда мы изменяем размер изображения, мы всегда берем за основу эту копию
        orig_src.src=image_target.src;

        // Добавляем маркеры изменения размера
        $(image_target).wrap('<div class="resize-container"></div>')
        .before('<span class="resize-handle resize-handle-nw"></span>')
        .before('<span class="resize-handle resize-handle-ne"></span>')
        .after('<span class="resize-handle resize-handle-se"></span>')
        .after('<span class="resize-handle resize-handle-sw"></span>');

        // Получаем переменные для контейнера
        $container =  $(image_target).parent('.resize-container');

        // Добавляем события
        $container.on('mousedown', '.resize-handle', startResize);
    };

//...

    init();
}

Функции startResize и endResize только указывают браузеру начать отслеживать, куда перемещается мышь, и прекратить отслеживание:

startResize = function(e){
    e.preventDefault();
    e.stopPropagation();
    saveEventState(e);
    $(document).on('mousemove', resizing);
    $(document).on('mouseup', endResize);
};

endResize = function(e){
    e.preventDefault();
    $(document).off('mouseup touchend', endResize);
    $(document).off('mousemove touchmove', resizing);
};

Прежде чем мы начнем отслеживать положение мыши, нам нужно сделать снимок размеров и других ключевых данных контейнера.

Мы сохраняем их в переменной с именем event_state и используем ее позже в качестве отправной точки при изменении высоты и ширины:

saveEventState = function(e){
  // Сохраняем изначальные параметры события и состояние контейнера
  event_state.container_width = $container.width();
  event_state.container_height = $container.height();
  event_state.container_left = $container.offset().left; 
  event_state.container_top = $container.offset().top;
  event_state.mouse_x = (e.clientX || e.pageX || e.originalEvent.touches[0].clientX) + $(window).scrollLeft(); 
  event_state.mouse_y = (e.clientY || e.pageY || e.originalEvent.touches[0].clientY) + $(window).scrollTop();

  // Это заплатка для мобильного safari
  // Почему-то в нем нельзя напрямую копировать сенсорные свойства
  if(typeof e.originalEvent.touches !== 'undefined'){
    event_state.touches = [];
    $.each(e.originalEvent.touches, function(i, ob){
      event_state.touches[i] = {};
      event_state.touches[i].clientX = 0+ob.clientX;
      event_state.touches[i].clientY = 0+ob.clientY;
    });
  }
  event_state.evnt = e;
}

В функции resizing происходит большая часть действий. Эта функция постоянно вызывается, когда пользователь перетягивает один из маркеров изменения размеров. Каждый раз, когда эта функция вызывается, мы создаем новую ширину и высоту, вычислив соотношение между текущей позицией мыши и исходным положением угла, за который потянул пользователь:

resizing = function(e){ 
    var mouse={},width,height,left,top,offset=$container.offset();
    mouse.x = (e.clientX || e.pageX || e.originalEvent.touches[0].clientX) + $(window).scrollLeft(); 
    mouse.y = (e.clientY || e.pageY || e.originalEvent.touches[0].clientY) + $(window).scrollTop();

    width = mouse.x - event_state.container_left;
    height = mouse.y  - event_state.container_top;
    left = event_state.container_left;
    top = event_state.container_top;

    if(constrain || e.shiftKey){
        height = width / orig_src.width * orig_src.height;
    }

    if(width > min_width && height > min_height && width < max_width && height < max_height){
      resizeImage(width, height);  
      // Без этого Firefox не будем пересчитывать размеры изображения, пока перетаскивание не завершилось
$container.offset({'left': left, 'top': top});        
    }
}

Затем мы добавляем опцию для ограничения размеров изображения при переключении с помощью клавиши Shift или переменной.

Наконец, мы изменяем размер изображения, но только если новая ширина и высота не выходят за пределы минимального и максимального значений переменных, которые мы задали в начале.

Примечание: Так как мы на самом деле измененяем размеры изображения, а не только атрибуты высоты и ширины, вы из соображений повышения производительности можете рассмотреть вопрос об ограничении того, как часто можно вызывать resizeImage. Это называется дебаунсинг или дросселинг.

Фактическое изменение размеров изображения

Вывести изображение можно просто с помощью drawImage. Мы сначала устанавливаем высоту и ширину холста и всегда используем оригинальную копию полноразмерного изображения. Затем мы используем toDataURL для холста, чтобы получить в кодировке Base64 версию недавно измененного изображения и поместить ее на странице.

В разделе, посвященном обрезке, приведено полное объяснение для всех параметров, которые могут быть использованы с методом drawImage:

resizeImage = function(width, height){
    resize_canvas.width = width;
    resize_canvas.height = height;
    resize_canvas.getContext('2d').drawImage(orig_src, 0, 0, width, height);   
    $(image_target).attr('src', resize_canvas.toDataURL("image/png"));  
};

Слишком просто? Существует одна маленькая оговорка: изображение должно быть размещено на том же домене, что и страница, или на сервере с включенной возможностью обмена с разными исходными источниками (CORS). В противном случае у вас могут возникнуть проблемы с ошибками "испорченного холста".

Изменение размеров с разных углов

Теперь у вас уже должна быть рабочая демо-версия. Но это еще не все. На данный момент, она еще не работает так, чтобы изменение размера происходило, будто мы тянем за нижний правый угол, независимо от того, с какого угла мы осуществляем изменение размера изображения.

Нам нужно обеспечить возможность изменения размеров изображения с любого угла. Для этого мы должны понять поведение нашей демо-модели.

При изменении размеров угол, за который мы тянем, а также прилегающие к нему стороны должны перемещаться, в то время как противоположный угол и прилегающие к нему стороны должны оставаться на месте:

Когда мы изменяем ширину и высоту изображения, правый и нижний края перемещаются, в то время как верхний и левый края останутся на месте. Это означает, что по умолчанию, изображения изменяются с правого нижнего угла.

Мы не можем изменить это поведение по умолчанию, но при изменении размера из любого угла, кроме правого нижнего, мы можем изменить общее положение изображения так, что будет казаться, будто противоположный угол и прилегающие к нему края остаются на месте. Давайте обновим нашу функцию resizing:

resizing = function(e){
  var mouse={},width,height,left,top,offset=$container.offset();
  mouse.x = (e.clientX || e.pageX || e.originalEvent.touches[0].clientX) + $(window).scrollLeft(); 
  mouse.y = (e.clientY || e.pageY || e.originalEvent.touches[0].clientY) + $(window).scrollTop();

  // Позиция изображения по разному зависит от угла, за который мы тянем
  if( $(event_state.evnt.target).hasClass('resize-handle-se') ){
    width = mouse.x - event_state.container_left;
    height = mouse.y  - event_state.container_top;
    left = event_state.container_left;
    top = event_state.container_top;
  } else if($(event_state.evnt.target).hasClass('resize-handle-sw') ){
    width = event_state.container_width - (mouse.x - event_state.container_left);
    height = mouse.y  - event_state.container_top;
    left = mouse.x;
    top = event_state.container_top;
  } else if($(event_state.evnt.target).hasClass('resize-handle-nw') ){
    width = event_state.container_width - (mouse.x - event_state.container_left);
    height = event_state.container_height - (mouse.y - event_state.container_top);
    left = mouse.x;
    top = mouse.y;
    if(constrain || e.shiftKey){
      top = mouse.y - ((width / orig_src.width * orig_src.height) - height);
    }
  } else if($(event_state.evnt.target).hasClass('resize-handle-ne') ){
    width = mouse.x - event_state.container_left;
    height = event_state.container_height - (mouse.y - event_state.container_top);
    left = event_state.container_left;
    top = mouse.y;
    if(constrain || e.shiftKey){
      top = mouse.y - ((width / orig_src.width * orig_src.height) - height);
    }
  }

  // Опционально поддерживаем соотношение сторон
  if(constrain || e.shiftKey){
    height = width / orig_src.width * orig_src.height;
  }

  if(width > min_width && height > min_height && width < max_width && height < max_height){
    // Для увеличения производительности вы можете ограничить количество вызовов resizeImage()    resizeImage(width, height);  
    // Без этого Firefox не будет пересчитывать размеры изображения, пока перетаскивание не завершилось
    $container.offset({'left': left, 'top': top});
  }
}

Теперь наш код проверяет, какой из маркеров resize-handle перетягивается, и перемещает наше изображение так, что, кажется, будто соответствующий угол остается неподвижным.

Перемещения изображения

Теперь, когда мы можем изменять размер изображения с помощью перетягивания любого из его углов, вы могли заметить, что мы можем ненароком изменить позицию изображения на странице.

Сейчас мы должны обеспечить, чтобы изображение возвращалось обратно в центр кадра. В функции init давайте добавим еще один отслеживатель событий, похожий на тот, который мы уже создали раньше:

init = function(){

    //...

    $container.on('mousedown', 'img', startMoving);
}

Теперь мы добавляем функции startMoving и endMoving, аналогично тому, как мы добавили startResize и endResize:

startMoving = function(e){
    e.preventDefault();
    e.stopPropagation();
    saveEventState(e);
    $(document).on('mousemove', moving);
    $(document).on('mouseup', endMoving);
};

endMoving = function(e){
    e.preventDefault();
    $(document).off('mouseup', endMoving);
    $(document).off('mousemove', moving);
};

В функции moving нужно вычислить новую позицию для левого верхнего края контейнера. Она будет равна текущей позиции мыши, смещенной на расстояние от левого верхнего угла до мыши, когда мы начали перетаскивать изображение:

moving = function(e){
    var  mouse={};
    e.preventDefault();
    e.stopPropagation();
    mouse.x = (e.clientX || e.pageX) + $(window).scrollLeft();
    mouse.y = (e.clientY || e.pageY) + $(window).scrollTop();
    $container.offset({
        'left': mouse.x - ( event_state.mouse_x - event_state.container_left ),
        'top': mouse.y - ( event_state.mouse_y - event_state.container_top ) 
    });
};

Обрезка изображения

Теперь, когда мы можем изменить размер изображения, вы, возможно, захотите обрезать его. Вместо того, что дать пользователям возможность обрезать изображение до любого размера и формы, давайте создадим фрейм, который будет иметь точные размеры, которые нам нужны, и предложим пользователям разместить изображение внутри этого фрейма.

Они смогут сами определять масштаб и позицию обрезаемого фрейма в исходном изображении, мы же в свою очередь будем уверены, что окончательное изображение всегда будет иметь одну форму и размеры.

Для этого нам нужно добавить следующий HTML-код:

<div class="overlay">
    <div class="overlay-inner">
    </div>
</div>
<button class="btn-crop js-crop">Обрезать</button>

Стили для фрейма наложения очень важны, особенно позиция, ширина и высота, так как они используются, чтобы определить, какая часть изображения будет обрезана.

Важно также помнить, что фрейм всегда должен быть виден на фоне любого цвета. Именно поэтому в своем примере я использовал полупрозрачный белый контур вокруг главного окна:

.overlay {
    position: absolute;
    left: 50%;
    top: 50%;
    margin-left: -100px;
    margin-top: -100px;
    z-index: 999;
    width: 200px;
    height: 200px;
    border: solid 2px rgba(222,60,80,.9);
    box-sizing: content-box;
    pointer-events: none;
}

.overlay:after,
.overlay:before {
    content: '';
    position: absolute;
    display: block;
    width: 204px;
    height: 40px;
    border-left: dashed 2px rgba(222,60,80,.9);
    border-right: dashed 2px rgba(222,60,80,.9);
}

.overlay:before {
    top: 0;
    margin-left: -2px;
    margin-top: -40px;
}

.overlay:after {
    bottom: 0;
    margin-left: -2px;
    margin-bottom: -40px;
}

.overlay-inner:after,
.overlay-inner:before {
    content: '';
    position: absolute;
    display: block;
    width: 40px;
    height: 204px;
    border-top: dashed 2px rgba(222,60,80,.9);
    border-bottom: dashed 2px rgba(222,60,80,.9);
}

.overlay-inner:before {
    left: 0;
    margin-left: -40px;
    margin-top: -2px;
}

.overlay-inner:after {
    right: 0;
    margin-right: -40px;
    margin-top: -2px;
}

.btn-crop {
    position: absolute;
    vertical-align: bottom;
    right: 5px;
    bottom: 5px;
    padding: 6px 10px;
    z-index: 999;
    background-color: rgb(222,60,80);
    border: none;
    border-radius: 5px;
    color: #FFF;
}

Добавьте в JavaScript следующую функцию и отслеживатель событий:

init = function(){

    //...

    $('.js-crop').on('click', crop);

};

crop = function(){
    var crop_canvas,
        left = $('.overlay').offset().left - $container.offset().left,
        top =  $('.overlay').offset().top - $container.offset().top,
        width = $('.overlay').width(),
        height = $('.overlay').height();

    crop_canvas = document.createElement('canvas');
    crop_canvas.width = width;
    crop_canvas.height = height;

    crop_canvas.getContext('2d').drawImage(image_target, left, top, width, height, 0, 0, width, height);
    window.open(crop_canvas.toDataURL("image/png"));
}

Функция crop похожа на функцию resizeImage, только вместо передачи ей значения высоты и ширины мы получаем высоту и ширину от элемента наложения.

Для обрезки метод холста drawImage требует девять параметров. Первым параметром является источник изображения. Следующие четыре параметра указывают, какая часть исходного изображения используется (бокс отсечения). Последние четыре параметра указывают, в каком месте холста выводить изображение и в каком размере.

Добавление сенсорных событий

Мы добавили события мыши, теперь давайте добавим поддержку для сенсорных устройств.

Для mousedown и mouseup существуют эквивалентные сенсорные события - touchstart и touchend, для mousemov есть эквивалентное событие touchmove. Кому-то, кто называл эти события, явно не доставало чувства юмора, иначе он вполне мог бы назвать их “touchdown” и “touchup”.

Давайте добавим touchstart и touchend везде, где у нас встречается mousedown и mouseup, а mousemove заменим на touchmove:

// В init()...
$container.on('mousedown touchstart', '.resize-handle', startResize);
$container.on('mousedown touchstart', 'img', startMoving);

//В startResize() ...
$(document).on('mousemove touchmove', moving);
$(document).on('mouseup touchend', endMoving);

//В endResize()...
$(document).off('mouseup touchend', endMoving);
$(document).off('mousemove touchmove', moving);

//В  startMoving()...
$(document).on('mousemove touchmove', moving);
$(document).on('mouseup touchend', endMoving);

//В endMoving()...
$(document).off('mouseup touchend', endMoving);
$(document).off('mousemove touchmove', moving);

Так как мы изменяем размеры изображения, было бы справедливо ожидать, что некоторые пользователи захотят применить общепринятые действия, например растягивание изображения. Есть такая библиотека Hammer, которая содержит много удобных инструментов для работы с сенсорными событиями.

Но так как нам нужно только растяжение, то можно обойтись и без нее. Сейчас я покажу, как легко можно создать растяжение без помощи сторонней библиотеки.

Вы могли заметить, что в функции saveEventState уже хранятся изначальные сенсорные данные; сейчас нам это пригодится.

Во-первых, мы проверяем, содержит ли событие два "прикосновения" и измеряем расстояние между ними. Отмечаем это как начальное расстояние, а затем измеряем, на сколько это расстояние изменяется во время перемещения. Давайте обновим функцию moving:

moving = function(e){
  var  mouse={}, touches;
  e.preventDefault();
  e.stopPropagation();

  touches = e.originalEvent.touches;
  mouse.x = (e.clientX || e.pageX || touches[0].clientX) + $(window).scrollLeft(); 
  mouse.y = (e.clientY || e.pageY || touches[0].clientY) + $(window).scrollTop();
  $container.offset({
    'left': mouse.x - ( event_state.mouse_x - event_state.container_left ),
    'top': mouse.y - ( event_state.mouse_y - event_state.container_top ) 
  });
  // Отслеживаем растягивание во время перемещения
  if(event_state.touches && event_state.touches.length > 1 && touches.length > 1){
    var width = event_state.container_width, height = event_state.container_height;
    var a = event_state.touches[0].clientX - event_state.touches[1].clientX;
    a = a * a; 
    var b = event_state.touches[0].clientY - event_state.touches[1].clientY;
    b = b * b; 
    var dist1 = Math.sqrt( a + b );

    a = e.originalEvent.touches[0].clientX - touches[1].clientX;
    a = a * a; 
    b = e.originalEvent.touches[0].clientY - touches[1].clientY;
    b = b * b; 
    var dist2 = Math.sqrt( a + b );

    var ratio = dist2 /dist1;

    width = width * ratio;
    height = height * ratio;
    // Для увеличения производительности вы можете ограничить количество вызовов resizeImage()
    resizeImage(width, height);
  }
};

Мы делим текущее расстояние на начальное расстояние, чтобы определить соотношение и соответственно применить его для масштабирования изображения. Мы вычисляем новую ширину и высоту, а затем изменяем размер изображения:

Вот все. Посмотрите еще раз демо-версию или скачайте ZIP-архив.

В ходе тестирования я увидел, что Chrome блокирует реакцию браузера по умолчанию на растягивание, но Firefox работает нормально.

Я надеюсь, что вы нашли эту статью полезной для себя. Я советую вам почитать другие статьи по перетягиваемым элементам и методам загрузки файлов, и узнать, как еще люди объединяют эти методы, чтобы создавать красивые пользовательские интерфейсы.