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前言
一、关于Canvas技术
1、Canvas是什么
2、Canvas的属性及渲染特性
二、Canvas动态多时区展示
1、新建html页面
2、创建Canvas对象
3、绘制所有的时钟
总结
前言
出差旅行相信大家一定会住酒店，大家在酒店的前台进行预订的时候，是不是都会留意。通常在大堂的前方会有一面时钟，大概是下面这种样子：
这里只是一个截图，其实不太完整。上面详细的罗列了巴黎、北京、纽约、伦敦、莫斯科、东京等城市的时间。 通常来说，之所以要展示这么多的时钟，一般是对外的酒店，所面向的客人很多都是外国人，他们来自于四面八方，需要将时间和自己国家的时间一致，也是对时间同步的一种保障，这是一种服务力的体现。
当然，上面这种是实体的钟，需要实体钟表的采购成本。现在电子屏已经很常见也很普及，那么有没有可能将Web界面投放到电子屏中，实现电子钟的web化展示，加上前端的样式控制，应该也是可以满足酒店等场所的显示需求。也因此有了本文和相关的程序设计。
本文即以Canvas为基础，以支持多时区的多时钟的动态Web展示为例。实现一种在Html5上的电子钟展示方法，首先介绍Canvas是什么，然后具体介绍如何进行时钟的绘制，其次介绍时钟的多时区支持，最后给出运行的实际效果。通过本文可以了解Canvas的详细用法，掌握基本的文本绘制、样式控制、属性管理的基本知识，通过多时钟的展示场景，将各个知识点融会贯通。如果您想了解Canvas的使用方法，可以来这里看看，有什么疑问的也可以在评论区留言交流。
一、关于Canvas技术
虽然Canvas不是最新的技术，相信很多朋友也不是很熟悉，因此本节还是花一点时间简单的将Canvas的知识做个介绍，让大家有个基本的了解，为下一节内容的讲解打下基础。主要包含三个部分，首先介绍canvas是什么，然后介绍它的语法。更详细的内容，大家可以去看html的教程，上面有详细的描述。
1、Canvas是什么
Canvas API（画布）是在HTML5中新增的标签用于在网页实时生成图像，并且可以操作图像内容，基本上它是一个可以用JavaScript操作的位图（bitmap）。Canvas 对象表示一个 HTML 画布元素 -<canvas>。<canvas> 标记由 Apple 在 Safari 1.3 Web 浏览器中引入。对 HTML 的这一根本扩展的原因在于，HTML 在 Safari 中的绘图能力也为 Mac OS X 桌面的 Dashboard 组件所使用，并且 Apple 希望有一种方式在 Dashboard 中支持脚本化的图形。Firefox 1.5 和 Opera 9 都跟随了 Safari 的引领。这两个浏览器都支持 <canvas> 标记。我们甚至可以在 IE 中使用 <canvas> 标记，并在 IE 的 VML 支持的基础上用开源的 JavaScript 代码（由 Google 发起）来构建兼容性的画布。<canvas> 的标准化的努力由一个 Web 浏览器厂商的非正式协会在推进， <canvas> 已经成为 HTML 5 草案中一个正式的标签。
在现代 Web 开发中，开发者们更多的会借助 Canvas 提供的API去绘制上下文，可以自由绘制各种2D和3D图形，创建富有视觉冲击力的游戏场景和角色。Canvas的使用可以使得游戏能够实现流畅的动态效果和用户交互。无论是简单的小游戏还是复杂的游戏引擎，Canvas 都被广泛应用。
在WebGIS开发当中，canvas也是一个非常重要的展示场景，比如我们之前用过的动态标绘组件，也是基于Canvas来实现的，它的性能是非常高的。不管是面向2D还是3D的场景，canvas都有用武之地。
2、Canvas的属性及渲染特性
Canvas的属性比较简单，而且它的属性比较简单，跟普通的Html标签的属性是一致的，也可以使用如ID、高度和宽度这几个属性。其作用就不再赘述，比较简单。canvas的强大还是取决于它的渲染特性，因此这里简单介绍一下Canvas的渲染特性。
说高性能渲染时得说说DOM驻留模式和Canvas快速模式。
DOM驻留模式：一种基于文档对象模型（DOM）的渲染技术。在DOM驻留模式下，页面的布局和样式是由DOM树来掌管的。当页面需要更新时，浏览器会重新计算布局和样式并重新渲染。此模式非常灵活，特别适用于处理动态页面交互和多样化的样式控制。
Canvas快速模式：利用HTML5的Canvas元素进行图形渲染。开发者可以使用Canvas提供的2D或3D绘图API直接在画布上绘制图形。相比于DOM驻留模式，Canvas快速模式更加高效。它不关心页面的布局和样式，而是在需要时只重绘受影响的部分。
分层提高Canvas性能：可以进一步提升Canvas性能的策略，即对变化较少和变化较多的内容进行分开渲染。它能够显著降低完全没有必要的渲染性能开销。分层渲染的思想被广泛应用于各种图形相关的领域，从古老的皮影戏、套色印刷术，到现代电影/游戏工业以及虚拟现实领域等等。
上面简单的对Canvas的相关知识进行简单介绍，有了上述的基本知识，下面结合实例讲解Canvas的多时区时钟动态展示。
二、Canvas动态多时区展示
在了解Canvas的基本知识以后，我们来介绍Canvas的基本使用。在这个实例中，我们需要在Html5页面中，使用Canvas绘制6个不同城市的时钟，并且要在时钟上标注是属于哪个城市，其对应的24小时制时间是多少，同时时钟要可以动态转动。本节即以详细代码的形式进行讲解。
1、新建html页面
Canvas也是建立在Html页面上的组件，因此想要把Canvas渲染出来，就一定要创建展示的基础。新建一个html文件，关键代码如下所示：
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Canvas 多时区时钟可视化</title>
<style>
body {
background-color: #F5F5F5;
}
canvas {
border: 1px dashed #444;
}
</style>
</head>
<body>
<table style="width:99%;margin: auto;align:center;">
<tbody>
<tr>
<td >
<canvas id="clock0" width="300" height="300"></canvas>
</td>
<td>
<canvas id="clock1" width="300" height="300"></canvas>
</td>
<td>
<canvas id="clock2" width="300" height="300"></canvas>
</td>
</tr>
<tr>
<td>
<canvas id="clock3" width="300" height="300"></canvas>
</td>
<td>
<canvas id="clock4" width="300" height="300"></canvas>
</td>
<td>
<canvas id="clock5" width="300" height="300"></canvas>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</body>
</html>
这里仅展示Canvas的功能API，对于页面的特效样式没有做过多的设置，如果是真实项目，建议在这个基础上狠狠地记性样式的修改，改造成符合项目需要的美观的。上面采用table布局，为了展示6个不同城市的时钟，我们使用两行三列的布局模式，每个单元格展示一个时钟。为了实现动态的控制这些时钟，比如第一个时钟用来显示纽约的时间，因此有必要使用id对每个canvas进行分别定义。
2、创建Canvas对象
在创建了html页面展示元素之后，我们还需要使用canvas来绘制时钟的效果，为了能实现时钟的动态效果，我们将canvas的id属性从0-5分别设置为clock0-clock5，分别用来代表"纽约","伦敦","巴黎","莫斯科","北京","东京"这五个不同时区的城市。为了在后面的时间绘制中能精准控制，我们将所有的Canvas创建出来之后，设置到对应的数组当中。
//创建时钟数组
var clockArray = new Array();
var timeZoneArray = ["纽约","伦敦","巴黎","莫斯科","北京","东京"];
for(var i = 0;i < 6; i++){
const canvas = document.getElementById("clock" + i);
const ctx = canvas.getContext("2d");
const centerX = canvas.width / 2;
const centerY = canvas.height / 2;
// 将坐标系移动到中心点
ctx.translate(centerX, centerY);
clockArray.push(canvas);
}3、绘制所有的时钟
将Canvas创建出来后，就可以进行时钟的绘制了。下面将结合源码来详细介绍如何进行时钟的绘制。
function drawClock() {
const now = new Date();
for(var j = 0;j < 6;j++){
var _canvas = clockArray[j];
var _ctx = _canvas.getContext("2d");
const radius = _canvas.width / 2 - 5;
const centerX = _canvas.width / 2;
const centerY = _canvas.height / 2;
_ctx.clearRect(-centerX, -centerY, _canvas.width, _canvas.height); // 每次绘制前清空整个画布
_ctx.beginPath();
_ctx.arc(0, 0, radius, 0, 2 * Math.PI);
_ctx.stroke();
// 绘制钟表数字
_ctx.textAlign = "center";
_ctx.textBaseline = "middle";
_ctx.font = "20px sans-serif";
var text = timeZoneArray[j];
_ctx.strokeText(text + "时间", 2, - 80);
_ctx.font = "bold 14px Arial";
drawClockNumber(_ctx,radius);//绘制数字
// 绘制时针
var bjHour = now.getHours();
//获取小时
var hour = getHour(j,bjHour);
var minute = now.getMinutes();
var second = now.getSeconds();
drawShowTime(_ctx,hour,minute,second);//绘制当前时间
var hourAngle = (hour % 12 + minute / 60 + second / 3600) * Math.PI / 6;
var hourLength = 0.6 * radius;
var hourX = Math.sin(hourAngle) * hourLength;
var hourY = -Math.cos(hourAngle) * hourLength;
_ctx.beginPath();
_ctx.moveTo(0, 0);
_ctx.lineTo(hourX, hourY);
_ctx.lineWidth = 4;
_ctx.lineCap = "round";
_ctx.stroke();
// 绘制分针
const minuteAngle = (minute + second / 60) * Math.PI / 30;
const minuteLength = 0.8 * radius;
const minuteX = Math.sin(minuteAngle) * minuteLength;
const minuteY = -Math.cos(minuteAngle) * minuteLength;
_ctx.beginPath();
_ctx.moveTo(0, 0);
_ctx.lineTo(minuteX, minuteY);
_ctx.lineWidth = 2;
_ctx.stroke();
// 绘制秒针
const secondAngle = second * Math.PI / 30;
const secondLength = 0.9 * radius;
const secondX = Math.sin(secondAngle) * secondLength;
const secondY = -Math.cos(secondAngle) * secondLength;
drawScale(_ctx,radius);//绘制刻度
_ctx.beginPath();
_ctx.moveTo(0, 0);
_ctx.lineTo(secondX, secondY);
_ctx.lineWidth = 1;
_ctx.strokeStyle = "red"; // 设置颜色
_ctx.stroke();
// 绘制中央圆点
_ctx.beginPath();
_ctx.arc(0, 0, 5, 0, 2 * Math.PI);
_ctx.fillStyle = "#333"; // 设置颜色
_ctx.fill();
}
// 循环绘制
setTimeout(drawClock, 1000);
}上面的代码非常详细的给出了时钟的展示过程，下面将绘制的步骤进行了简单的介绍。
首先获取canvas对象，并且清空画布，因为时钟每隔一秒即变化，同时分针秒针都要发生不断地变化，这些就像橡皮擦一样，要不断擦除和不断重新绘制。
然后在表盘中绘制具体是什么时间，比如北京时间，绘制后如下图所示：
接下来就是绘制时钟的数字刻度，比如1到12这几个数字，如下图所示：
//绘制刻度
function drawClockNumber(_ctx,radius){
for (let i = 1; i <= 12; i++) {
var angle = i * Math.PI / 6;
_ctx.rotate(angle);
_ctx.translate(0, -radius + 15);
_ctx.rotate(-angle);
_ctx.fillText(i.toString(), 0, 0);
_ctx.rotate(angle);
_ctx.translate(0, radius - 15);
_ctx.rotate(-angle)
}
}
绘制刻度的具体代码：
// 绘制刻度
function drawScale(_ctx,radius){
// 假设最大刻度线长度是半径的5%
const maxMajorTickLength = radius * 0.05; // 较大刻度线长度
const maxMinorTickLength = radius * 0.025; // 较小刻度线长度
for (let m = 0; m < 60; m++) {
// 计算每个刻度的角度
const minuteAngle = m * Math.PI / 30;
// 根据分钟数决定刻度线的长度
let tickLength;
if (m % 5 === 0) {
// 如果是每5分钟的刻度，使用较大刻度线长度
tickLength = maxMajorTickLength;
} else {
// 否则使用较小刻度线长度
tickLength = maxMinorTickLength;
}
// 计算刻度线端点的坐标
var x1 = Math.sin(minuteAngle) * radius; // 圆边缘的x坐标
var y1 = -Math.cos(minuteAngle) * radius; // 圆边缘的y坐标
var x2 = Math.sin(minuteAngle) * (radius - tickLength); // 刻度线端点的x坐标
var y2 = -Math.cos(minuteAngle) * (radius - tickLength); // 刻度线端点的y坐标
// 绘制刻度线
_ctx.beginPath();
_ctx.moveTo(x1, y1); // 从圆边缘开始
_ctx.lineTo(x2, y2); // 向内延伸到刻度线端点
_ctx.stroke();
}
}在绘制刻度的这里，我刚开始一直没成功，主要原因是没掌握方法，刻度的两个起始点没绘制准确，因此导致了刻度绘制一直不准确，请记得一定计算好位置，尤其是使用moveTo和lineTo两个方法类调整，主要刻度从圆边缘开始，而不要movoTo(0,0)，这样从圆心开始，绘制出来的效果就不对了。
由于这6个城市分别属于6个不同的时区，因此也就造成了这6个城市的时间是不一样的，也就是我们常说的时差，通过查找资料可以知道，这里每个城市的时差大约是如下代码表示的。
function getHour(index,bjHour){
var hour = bjHour; // bjHour是北京时间的小时数
var offset; // 定义时区偏移量
// 根据时区索引计算偏移量
switch(index) {
case 0: // 纽约 (北京时间比纽约快13小时)
offset = -13;
break;
case 1: // 伦敦 (北京时间比伦敦快8小时)
offset = -8;
break;
case 2: // 巴黎 (北京时间比巴黎快7小时)
offset = -7;
break;
case 3: // 莫斯科 (北京时间比莫斯科快5小时)
offset = -5;
break;
case 4: // 北京 (默认为北京时间)
offset = 0;
break;
case 5: // 东京 (假设北京时间比东京慢1小时)
offset = 1;
break;
default: // 如果索引不在预期范围内，返回原始小时数
return hour;
}
// 应用时区偏移量，并确保小时数在0到23之间
hour += offset;
hour = (hour + 24) % 24; // 循环处理，确保结果在24小时制内
return hour;
}这里通过计算偏移量的方式来计算城市的时间，刚开始没有注意，这样计算出来的结果，会有不准确，因此才采用了时区偏移的处理方式，这样出来能保证每个时钟都是24小时之内。当然，为了计算方便，您也可以直接使用我上面的转换逻，是可以直接使用的。
经过上面的代码，就可以实现时钟的动态展示。效果如下所示：
总结
以上就是本文的主要内容，本文以Canvas为基础，支持多时区的多时钟的动态Web展示为例实现一种在Html5上的电子钟展示方法，首先介绍Canvas是什么，然后具体介绍如何进行时钟的绘制，其次介绍时钟的多时区支持，最后给出运行的实际效果。通过本文可以了解Canvas的详细用法，掌握基本的文本绘制、样式控制、属性管理的基本知识，通过多时钟的展示场景，将各个知识点融会贯通。如果您想了解Canvas的使用方法，可以来这里看看。行文仓促，定有诸多不足之处，欢迎各位专家朋友有什么疑问的也可以在评论区留言交流。
为方便朋友们学习，源码已经上传至资源，大家可以下载：源码传送地址。
博客编写过程中参考以下内容，供参考：
1、【技术干货】高性能渲染：一文详解HTML Canvas的优势与性能。
2、canvas 百度百科。
