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JS+Canvas 實現下雨下雪效果

高洛峰

Feb 08, 2017 pm 03:03 PM

最近做了一個項目，其中有需求要實現下雨小雪的動畫特效，所以在此做了個drop組件，來展現這種canvas常見的下落物體效果。在沒跟大家介紹正文之前，先給大家展示下效果圖：

展示效果圖：

下雨下雪

JS+Canvas 实现下雨下雪效果

看起來效果還是不錯的，相對於使用創建dom元素來製作多物體位移動畫，使用canvas會更加容易快捷，以及性能會更好

調用代碼

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Document</title>
<style>
#canvas{
width:100%;
height: 100%;
}
</style>
</head>
<body>
<canvas id="canvas"></canvas>
<script src="canvasDrop.js"></script>
<script>
canvasDrop.init({
type: "rain", // drop类型，有rain or snow
speed : [0.4,2.5], //速度范围
size_range: [0.5,1.5],//大小半径范围
hasBounce: true, //是否有反弹效果or false,
wind_direction: -105 //角度
hasGravity: true //是否有重力考虑
});
</script>
</body>
</html>

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好了，接下來講解一下簡單的實現原理首先，先定義一些我們會用到的全局變量，如風向角度，幾率，物件資料等

定義全域變數

//定义两个对象数据
//分别是drops下落物体对象
//和反弹物体bounces对象
var drops = [], bounces = [];
//这里设定重力加速度为0.2/一帧
var gravity = 0.2;
var speed_x_x, //横向加速度
speed_x_y, //纵向加速度
wind_anger; //风向
//画布的像素宽高
var canvasWidth,
canvasHeight;
//创建drop的几率
var drop_chance;
//配置对象
var OPTS;
//判断是否有requestAnimationFrame方法，如果有则使用，没有则大约一秒30帧
window.requestAnimFrame =
window.requestAnimationFrame ||
window.webkitRequestAnimationFrame ||
window.mozRequestAnimationFrame ||
window.oRequestAnimationFrame ||
window.msRequestAnimationFrame ||
function(callback) {
window.setTimeout(callback, 1000 / 30);
};

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定義核心物件

接下來我們需要定義幾個重要的物件該組織所需定義的物件也比較少，總共才三個在整個drop元件中共定義了`三個核心對象，分別是如下：

Vector 速度對象，帶有橫向x,和縱向y的速度大小單位為：V = 位移像素/幀

對於Vector對象的理解也十分簡單粗暴，就是記錄下落物件drop的速度/V

var Vector = function(x, y) {
//私有属性 横向速度x ,纵向速度y
this.x = x || 0;
this.y = y || 0;
};
//公有方法- add : 速度改变函数,根据参数对速度进行增加
//由于业务需求，考虑的都是下落加速的情况，故没有减速的，后期可拓展
/*
* @param v object || string 
*/
Vector.prototype.add = function(v) {
if (v.x != null && v.y != null) {
this.x += v.x;
this.y += v.y;
} else {
this.x += v;
this.y += v;
}
return this;
};
//公有方法- copy : 复制一个vector，来用作保存之前速度节点的记录
Vector.prototype.copy = function() {
//返回一个同等速度属性的Vector实例
return new Vector(this.x, this.y);
};
Drop 下落物体对象， 即上面效果中的雨滴和雪， 在后面你也可自己拓展为陨石或者炮弹
对于Drop对象其基本定义如下
//构造函数
var Drop = function() {
/* .... */
};
//公有方法-update 
Drop.prototype.update = function() {
/* .... */
};
//公有方法-draw
Drop.prototype.draw = function() {
/* .... */
};

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看了上面的三個方法，是否都猜到他們的作用呢，接下來讓我們了解這三個方法做了些什麼

構造函數

構造函數主要負責定義drop物件的初始訊息，如速度，初始座標，大小，加速度等

//构造函数 Drop
var Drop = function() {
//随机设置drop的初始坐标 
//首先随机选择下落对象是从从哪一边
var randomEdge = Math.random()*2;
if(randomEdge > 1){
this.pos = new Vector(50 + Math.random() * canvas.width, -80);
}else{
this.pos = new Vector(canvas.width, Math.random() * canvas.height);
}
//设置下落元素的大小
//通过调用的OPTS函数的半径范围进行随机取值
this.radius = (OPTS.size_range[0] + Math.random() * OPTS.size_range[1]) *DPR;
//获得drop初始速度
//通过调用的OPTS函数的速度范围进行随机取值
this.speed = (OPTS.speed[0] + Math.random() * OPTS.speed[1]) *DPR;
this.prev = this.pos;
//将角度乘以 0.017453293 （2PI/360）即可转换为弧度。
var eachAnger = 0.017453293; 
//获得风向的角度
wind_anger = OPTS.wind_direction * eachAnger;
//获得横向加速度 
speed_x = this.speed * Math.cos(wind_anger);
//获得纵向加速度
speed_y = - this.speed * Math.sin(wind_anger);
//绑定一个速度实例
this.vel = new Vector(wind_x, wind_y);
};

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Drop物件的update方法

update方法負責，每一幀drop實例的屬性的改變如位移的改變

Drop.prototype.update = function() {
this.prev = this.pos.copy();
//如果是有重力的情况，则纵向速度进行增加
if (OPTS.hasGravity) {
this.vel.y += gravity;
}
//
this.pos.add(this.vel);
};

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Drop對象的draw方法

draw方法負責，每一幀drop實例的繪畫

Drop.prototype.draw = function() {
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(this.pos.x, this.pos.y);
//目前只分为两种情况，一种是rain 即贝塞尔曲线
if(OPTS.type =="rain"){
ctx.moveTo(this.prev.x, this.prev.y);
var ax = Math.abs(this.radius * Math.cos(wind_anger));
var ay = Math.abs(this.radius * Math.sin(wind_anger));
ctx.bezierCurveTo(this.pos.x + ax, this.pos.y + ay, this.prev.x + ax , this.prev.y + ay, this.pos.x, this.pos.y);
ctx.stroke();
//另一种是snow--即圆形
}else{
ctx.moveTo(this.pos.x, this.pos.y);
ctx.arc(this.pos.x, this.pos.y, this.radius, 0, Math.PI*2);
ctx.fill();
}
};

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bounce 下落落地反彈對象，即上面雨水反彈的水滴，反彈也可拓展為的碎石片或煙塵後期的碎石片或煙塵後期水滴

定義的十分簡單，這裡就不做詳細說明

var Bounce = function(x, y) {
var dist = Math.random() * 7;
var angle = Math.PI + Math.random() * Math.PI;
this.pos = new Vector(x, y);
this.radius = 0.2+ Math.random()*0.8;
this.vel = new Vector(
Math.cos(angle) * dist,
Math.sin(angle) * dist
);
};
Bounce.prototype.update = function() {
this.vel.y += gravity;
this.vel.x *= 0.95;
this.vel.y *= 0.95;
this.pos.add(this.vel);
};
Bounce.prototype.draw = function() {
ctx.beginPath();
ctx.arc(this.pos.x, this.pos.y, this.radius*DPR, 0, Math.PI * 2);
ctx.fill();
};

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對外介面

update

也就是

init接口，初始化整個canvas畫布的一切基礎屬性如獲得螢幕的像素比，和設定畫布的像素大小，和樣式的設定

function update() {
var d = new Date;
//清理画图
ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
var i = drops.length;
while (i--) {
var drop = drops[i];
drop.update();
//如果drop实例下降到底部，则需要在drops数组中清楚该实例对象
if (drop.pos.y >= canvas.height) {
//如果需要回弹，则在bouncess数组中加入bounce实例
if(OPTS.hasBounce){
var n = Math.round(4 + Math.random() * 4);
while (n--)
bounces.push(new Bounce(drop.pos.x, canvas.height));
}
//如果drop实例下降到底部，则需要在drops数组中清楚该实例对象
drops.splice(i, 1);
}
drop.draw();
}
//如果需要回弹
if(OPTS.hasBounce){
var i = bounces.length;
while (i--) {
var bounce = bounces[i];
bounce.update();
bounce.draw();
if (bounce.pos.y > canvas.height) bounces.splice(i, 1);
}
}
//每次产生的数量
if(drops.length < OPTS.maxNum){
if (Math.random() < drop_chance) {
var i = 0,
len = OPTS.numLevel;
for(; i<len; i++){
drops.push(new Drop());
}
}
}
//不断循环update
requestAnimFrame(update);
}

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結束語

，一個簡單的drop組件已經完成了，當然其存在著許多地方不夠完善，經過本次drop組件的編寫，對於canvas的動畫實現，我相信在H5的場景中擁有著許多可發掘的地方。

最後說下不足的地方和後期的工作哈：

0、該組件目前對外接口不夠多，可調節的範圍並不是很多，抽像不是很徹底

1、 setStyle 設定基本樣式

2、 Drop 和Bounce 物件的update 和draw 方法的自定義，讓使用者可以設立更多下落的速度和大小改變的形式和樣式效果

3、應增加對動畫的pause,加速和減速等操作的介面

以上所述是小編給大家介紹的JS和Canvas 實現下雨下雪效果的相關知識，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回覆大家的。在此也非常感謝大家對PHP中文網的支持！

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