smooth-signature 带笔锋手写签名
- Demo在线演示 以下截图为手机端手写效果图
前言
受疫情的影响，无纸化流程和电子合同开始普及，电子签名需求也不断增加，签名体验也在逐渐改善，从一开始简单的canvas画线，到追求线条丝滑圆润，再到要求和纸上写字一样的笔锋效果等等。网上不少现成开源的签名库，其中signature_pad笔锋效果实现比较好，但具体使用还是会发现有明显的锯齿感，于是利用工作之余，根据自身理解换了另一种方案实现了一套，同时也为小程序开发了一版，一起分享给有需要的同学。
mini-smooth-signature 小程序版带笔锋手写签名，支持多平台小程序使用
安装
npm install smooth-signature
# 或
yarn add smooth-signature或通过<script>引用，全局变量 window.SmoothSignature
<script src="https://unpkg.com/smooth-signature/dist/index.umd.min.js" />也可自行下载smooth-signature.js到本地引用
使用
<div>
<canvas />
</div>import SmoothSignature from "smooth-signature";
const canvas = document.querySelector("canvas");
const signature = new SmoothSignature(canvas);
// 生成PNG
signature.getPNG() // 或者 signature.toDataURL()
// 生成JPG
signature.getJPG() // 或者 signature.toDataURL('image/jpeg')
// 清屏
signature.clear()
// 撤销
signature.undo()
// 是否为空
signature.isEmpty()
// 生成旋转后的新画布 -90/90/-180/180
signature.getRotateCanvas(90)配置[options]
所有配置项均是可选的
const signature = new SmoothSignature(canvas, {
width: 1000,
height: 600,
scale: 2,
minWidth: 4,
maxWidth: 10,
color: '#1890ff',
bgColor: '#efefef'
});options.width
画布在页面实际渲染的宽度(px)
- Type:
number - Default：canvas.clientWidth || 320
options.height
画布在页面实际渲染的高度(px)
- Type:
number - Default：canvas.clientHeight || 200
options.scale
画布缩放，可用于提高清晰度
- Type:
number - Default：window.devicePixelRatio || 1
options.color
画笔颜色
- Type:
string - Default：black
options.bgColor
画布背景颜色，默认透明
- Type:
string - Default：
options.openSmooth
是否开启笔锋效果，默认开启
- Type:
boolean - Default：true
options.minWidth
画笔最小宽度(px)，开启笔锋时画笔最小宽度
- Type:
number - Default：2
options.maxWidth
画笔最大宽度(px)，开启笔锋时画笔最大宽度，或未开启笔锋时画笔正常宽度
- Type:
number - Default：6
options.minSpeed
画笔达到最小宽度所需最小速度(px/ms)，取值范围1.0-10.0，值越小，画笔越容易变细，笔锋效果会比较明显，可以自行调整查看效果，选出自己满意的值。
- Type:
number - Default：1.5
options.maxWidthDiffRate
相邻两线宽度增(减)量最大百分比，取值范围1-100，为了达到笔锋效果，画笔宽度会随画笔速度而改变，如果相邻两线宽度差太大，过渡效果就会很突兀，使用maxWidthDiffRate限制宽度差，让过渡效果更自然。可以自行调整查看效果，选出自己满意的值。
- Type:
number - Default：20
options.maxHistoryLength
限制历史记录数，即最大可撤销数，传入0则关闭历史记录功能
- Type:
number - Default：20
options.onStart
绘画开始回调函数
- Type:
function
options.onEnd
绘画结束回调函数
- Type:
function
实现原理
我们平时纸上写字，细看会发现笔画的粗细是不均匀的，这是写字过程中，笔的按压力度和移动速度不同而形成的。而在电脑手机浏览器上，虽然我们无法获取到触摸的压力，但可以通过画笔移动的速度来实现不均匀的笔画效果，让字体看起来和纸上写字一样有“笔锋”。下面介绍具体实现过程（以下展示代码只为方便理解，非最终实现代码）。
1、采集画笔经过的点坐标和时间
通过监听画布move事件采集移动经过的点坐标，并记录当前时间，然后保存到points数组中。
function onMove(event) {
const e = event.touches && event.touches[0] || event;
const rect = this.canvas.getBoundingClientRect();
const point = {
x: e.clientX - rect.left,
y: e.clientY - rect.top,
t: Date.now()
}
points.push(point);
}2、计算两点之间移动速度
通过两点坐标计算出两点距离，再除以时间差，即可得到移动速度。
const distance = Math.sqrt(Math.pow(end.x - start.x, 2) + Math.pow(end.y - start.y, 2));
const speed = distance / (end.t - start.t);3、计算两点之间线的宽度
得到两点间移动速度，接下来通过简单算法计算出线的宽度，其中maxWidth、minWidth、minSpeed为配置项
const addWidth = (maxWidth - minWidth) * speed / minSpeed;
const lineWidth = Math.min(Math.max(maxWidth - addWidth, minWidth), maxWidth);另外，为了防止相邻两条线宽度差太大，而出现突兀的过渡效果，需要做下限制，其中maxWidthDiffRate为配置项，preLineWidth为上一条线的宽度
const rate = (lineWidth - preLineWidth) / preLineWidth;
const maxRate = maxWidthDiffRate / 100;
if (Math.abs(rate) > maxRate) {
const per = rate > 0 ? maxRate : -maxRate;
lineWidth = preLineWidth * (1 + per);
}4、画线
现在已经知道每两点间线的宽度，接下来就是画线了。为了让线条看起来圆润以及线粗细过渡更自然，我把两点之间的线平均成三段，其中：
- 第一段（x0,y0 - x1,y1）线宽设置为当前线宽和上一条线宽的平均值lineWidth1 = (preLineWidth + lineWidth) / 2
- 第二段（x1,y1 - x2,y2）
- 第三段（x2,y2 - next_x0,next_y0）线宽设置为当前线宽和下一条线宽的平均值lineWidth3 = (nextLineWidth + lineWidth) / 2
开始画线，先来看第一段线，因为第一段线和上一条线相交，为了保证两条线过渡比较圆润，采用二次贝塞尔曲线，起点为上一条线的第三段起点(pre_x2, pre_y2)
ctx.lineWidth = lineWidth1
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(pre_x2, pre_y2);
ctx.quadraticCurveTo(x0, y0, x1, y1);
ctx.stroke();第二段线为承接第一段和第三段的过渡线，由于第一段和第三段线宽有差异，所以第二段线使用梯形填充，让过渡效果更自然。
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(point1.x, point1.y);
ctx.lineTo(point2.x, point2.y);
ctx.lineTo(point3.x, point3.y);
ctx.lineTo(point4.x, point4.y);
ctx.fill();第三段等画下一条线时重复上述操作即可。