来源:自学PHP网 时间:2015-04-14 14:51 作者: 阅读:次
[导读] 你的浏览器不支持canvas,推荐使用chrome进行浏览。 半径: 颜色: 速度: 弹性(0-1): 入射角(0-360): 起始X坐标(0-400): 起始Y坐标(0-400): 功能说明: 一个基于HTML5 canvas的...
你的浏览器不支持canvas,推荐使用chrome进行浏览。 半径: 功能说明: 一个基于HTML5 canvas的小球物理测试系统,用户可以手动为新的小球设置不同的属性值(颜色,半径,速度等),从而在canvas中发射小球,小球在运动过程中会收到重力,弹性以及摩擦力的影响。 实现原理: 在小球飞行过程中,以初始速度,入射角以及重力系数作为依据,正交分解得出小球X轴和Y轴上的分速度,通过定时器不断刷新canvas,显示出小球飞行的动画。当小球和墙壁产生碰撞时,以小球弹性为依据计算能量损耗,当小球在墙壁滚动时,以墙壁摩擦系数为依据计算其能量损耗。 代码分析: var bounceWall = (function() { return function(canvasId,backgroundColor) { this.init(canvasId, backgroundColor); } })(); 构造函数,其中调用了prototype中的init方法进行初始化。需要传入的参数是canvas的ID,和canvas的背景色,如果不传入backgroundColor参数,背景色默认为黑色。 bounceWall.prototype = (function() { var CanvasSupport = Modernizr.canvas; //检查浏览器是否支持canvas var newBall = function(radius, color, speed, direction, currentX, currentY, elasticity) { this.radius = parseFloat(radius); //半径 this.color = color; //颜色 this.speed = parseFloat(speed); //速度 this.elasticity = parseFloat(elasticity); //弹性 this.direction = parseFloat(direction); //入射角 this.currentX = parseFloat(currentX); //初始X坐标 this.currentY = parseFloat(currentY); //初始Y坐标 this.dx = speed * Math.cos(this.direction * Math.PI / 180); //计算其X轴方向的初始速度 this.dy = speed * Math.sin(this.direction * Math.PI / 180); //计算其Y轴方向的初始速度 this.nextX = this.currentX + this.dx; //根据速度和初速度得出其下次移动到的X坐标 this.nextY = this.currentY + this.dy; //根据速度和初速度得出其下次移动到的Y坐标 }; 开始进入到bounce wall的prototype,首先使用Modernizr检测是否可以使用canvas。Modernizr是一个可以用于检测浏览器是否支持一些新功能的js库,可以下载直接使用。 之后出现的是小球的构造函数newBall,用户需要传入一系列的特性对其进行初始化,具体已经在注释中标出。需要特别注意的是其中的nextX和nextY记录的是小球下一次出现位置的坐标,它根据现在的位置(currentX和currentY)以及小球X轴和Y轴上的分速度(dx和dy)计算得出。nextX和nextY属性的用处主要是保证小球能和墙壁发生完全的碰撞,会在后面的代码分析。 /* 绘制canvas的背景 */ var drawBackground = function(contextObj, backgroundColor, canvasWidth, canvasHeight) { contextObj.fillStyle = backgroundColor; contextObj.fillRect(0, 0, parseInt(canvasWidth), parseInt(canvasHeight)); }; 之后的函数是用户绘制canvas的背景,依据的属性是用户设定的背景色,canvas的宽度和高度。 /* 更新小球状态 */ var updateBallState = function(ballObj, canvasWidth, canvasHeight, gravityValue, friction) { ballObj.currentX = ballObj.nextX; ballObj.currentY = ballObj.nextY; ballObj.nextX = ballObj.currentX + ballObj.dx; ballObj.nextY = ballObj.currentY + ballObj.dy; /* 测试对墙壁产生是否X轴碰撞 */ if (ballObj.nextX < ballObj.radius) { ballObj.nextX = ballObj.radius; ballObj.dx = Math.max(0, (ballObj.dx + ((1 - ballObj.elasticity) * Math.abs(ballObj.dx))) * -1 - 1); } else if ((ballObj.nextX + ballObj.radius) > parseInt(canvasWidth)) { ballObj.nextX = parseInt(canvasWidth) - ballObj.radius; ballObj.dx = Math.min(0, (ballObj.dx - ((1 - ballObj.elasticity) * Math.abs(ballObj.dx))) * -1 + 1); } /* 水平运动时受摩擦力影响 */ else if (ballObj.currentY >= (parseInt(canvasHeight) - ballObj.radius)) { if (ballObj.dx > 0) { ballObj.dx = Math.max(0, ballObj.dx - (ballObj.dx * friction) - 0.01); } else if (ballObj.dx < 0) { ballObj.dx = Math.min(0, ballObj.dx - (ballObj.dx * friction) + 0.01); } } /* 测试对墙壁产生是否Y轴碰撞 */ if (ballObj.nextY < ballObj.radius) { ballObj.nextY = ballObj.radius; ballObj.dy = Math.max(0, (ballObj.dy + ((1 - ballObj.elasticity) * Math.abs(ballObj.dy))) * -1 - 1); } else if ((ballObj.nextY + ballObj.radius) > parseInt(canvasHeight)) { ballObj.nextY = parseInt(canvasHeight) - ballObj.radius; ballObj.dy = Math.min(0, (ballObj.dy - ((1 - ballObj.elasticity) * Math.abs(ballObj.dy))) * -1 + 1); } else { ballObj.dy = ballObj.dy + gravityValue; } }; 接着是核心函数,updateBallState。该函数的作用是通过小球半径,canvas宽高等参数,判断小球是否和墙壁产生碰撞。并根据对四个不同墙壁的碰撞分别使用不同的处理方法。具体过程如下: 1.首先把上次记录的nextX和nextY设置为现在的currentX和currentY,更新了现在小球所处的位置。 2.计算小球的nextX和nextY,这两个参数将会决定小球下次所处的位置。 3.如果ballObj.nextX < ballObj.radius,册小球于左边的墙壁碰撞,此时把nextX设置为小球半径的值,是为了让小球在完全和墙壁发生碰撞(和墙壁距离为0)之后,再反弹。 之后改变小球的速度: ballObj.dx = Math.max(0, (ballObj.dx + ((1 - ballObj.elasticity) * Math.abs(ballObj.dx))) * -1 - 1); 上面这个式子比较长,其中首先通过1 - ballObj.elasticity根据小球的弹性获取一个系数,该系数越大,则小球速度减小得越多。(1 - ballObj.elasticity) * Math.abs(ballObj.dx))) 则是在获取到刚刚的系数之后,再和小球现在的速度相乘,得到小球碰撞后减少的速度值。由此可以发现,小球弹性越好(ballObj.elasticity越大),则所减少的速度越少,每次碰撞性能损耗越少。之后再通过乘以-1把速度方向取反。可以发现最后还需要把得出的值减1,和0比较取其较大的值,这是因为小球在不断和墙壁碰撞的过程中,由于每次都是以现有速度的百分比作为减少的速度,所以永远都不会为0,小球永远都不会停下。所以这里通过减1,使小球的速度小于1时,速度会自动变成0,使小球最终停下。 4.如果不是和左边墙壁发生碰撞,再同理判断是否和其它墙壁碰撞,若产生碰撞,照例需要改变nextX和nextY,dx或dy的值。 /* 把小球绘制在canvas中 */ var drawBallsToCanvas = function(ballArray, contextObj, backgroundColor, canvasWidth, canvasHeight, gravityValue, friction) { return function() { drawBackground(contextObj, backgroundColor, canvasWidth, canvasHeight); for (var i = 0, len = ballArray.length; i < len; i++) { contextObj.beginPath(); debugger; contextObj.fillStyle = ballArray[i].color; contextObj.arc(ballArray[i].currentX, ballArray[i].currentY, ballArray[i].radius, 0, 2 * Math.PI, false); contextObj.fill(); contextObj.closePath(); updateBallState(ballArray[i], canvasWidth, canvasHeight, gravityValue, friction); } } }; 这个方法主要功能是每次定时器触发的时候,重新把所有小球绘制到canvas上。具体操作是首先重新画canvas背景(否则在旧位置的小球会保留在canvas上并显示出来),然后遍历保存所有小球的数组,根据每个小球的属性,在canvas上画出具有新位置的小球,并调用之前的updateBallState方法,更新小球的属性,为下次的移动作准备。 return { /* 初始化函数 */ init: function(canvasId, backgroundColor, friction, gravityValue) { if (!CanvasSupport) return; this.backgroundColor = backgroundColor || "#000"; //背景色,默认为黑色 this.friction = friction || 0.1; //墙壁摩擦系数,默认为0.1 this.gravityValue = gravityValue || 0.2; //重力系数,默认为0.2 this.canvasObj = util.$(canvasId); //canvas对象 this.canvasWidth = util.getComputedStyle(this.canvasObj).width; //canvas高度 this.canvasHeight = util.getComputedStyle(this.canvasObj).height; //canvas宽度 this.contextObj = this.canvasObj.getContext(2d); //2d的context对象 this.ballArray = []; //保存所有小球的数组 drawBackground(this.contextObj, this.backgroundColor, this.canvasWidth, this.canvasHeight); setInterval(drawBallsToCanvas(this.ballArray, this.contextObj, this.backgroundColor, this.canvasWidth, this.canvasHeight, this.gravityValue, this.friction = 0.1), 33); }, 最后进入到返回的object,它作为bounceWall的prototype。其中有init的方法,如果浏览器不支持canvas则返回,否则初始化一切初始属性,并启动setInternal定时器定时更新canvas的状态。 /* 添加小球 */ createBall: function(radius, color, speed, direction, currentX, currentY, elasticity) { // 小球半径 颜色 速度 方向 var ball = new newBall(radius, color, speed, direction, currentX, currentY, elasticity); this.ballArray.push(ball); } }} )(); 添加小球的方法,demo中,该方法在“添加小球”的事件处理程序中被调用,根据用户输入数据进行新小球的添加。 var wall = new bounceWall(wallCanvas, #000); //创建bounce wall var radiusInput = util.$(radiusInput); //半径输入文本框 var color_Input = util.$(color_Input); //颜色输入文本框 var speed_Input = util.$(speed_Input); //速度输入文本框 var elaticity_Input = util.$(elaticity_Input); //弹性输入文本框 var inAngle_Input = util.$(inAngle_Input); //入射角输入文本框 var X_Input = util.$(X_Input); //初始X坐标输入文本框 var Y_Input = util.$(Y_Input); //初始Y坐标输入文本框 var btn = util.$(add_btn); //添加小球按钮 btn.onclick = function() { //绑定事件处理程序,调用creatBall方法创建新小球 wall.createBall(radiusInput.value, color_Input.value, speed_Input.value, inAngle_Input.value, X_Input.value, Y_Input.value, elaticity_Input.value); } 最后是demo中调用的代码。 完整demo代码:
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