這篇文章主要介紹了canvas裡面如何基於隨機點繪製一個多邊形的方法的相關資料,內容挺不錯的,現在分享給大家,也給大家做個參考。
起因
今天在學習《HTML5 Javascript動畫基礎》這本書的時候,在第八章的第三節講到如何用三個彈簧連接三個點來做伸展運動。
做完例子之後,就想到如果是四個點,五個點,怎麼樣。
就改寫了一下程式碼,把點的數目變數化。最終的效果是能實現各點最終的伸展運動到平衡,可是點之間的連線不是很好看,有些是交叉的。
於是就想著能不能優化這一塊。
旋轉連線
前面範例裡面的點,都是隨機位置,所以連線不可控。所以想先從這塊著手。
先以某一點為參考點,得到其他點相對於這個點的角度。
然後按照角度從小到大的去連接這些點,這樣就能畫出一個正常的多邊形了。
大致實作程式碼如下:
let balls = []; let ballNum = 6; let firstBall = null; while(ballNum--) { let ball = new Ball(20, parseColor(Math.random() * 0xffffff)) ball.x = Math.random() * width; ball.y = Math.random() * height; balls.push(ball) if (!firstBall) { firstBall = ball ball.angle = 0 } else { const dx = ball.x - firstBall.x, dy = ball.y - firstBall.y; ball.angle = Math.atan2(dy, dx); } } // 尝试让球连线是一个正多边形 balls = balls.sort((ballA, ballB) => { return ballA.angle - ballB.angle })
#這樣在最後繪製連線的時候,遍歷陣列就能依照角度從小到大來繪製了。
效果如下:
這樣是能極大的減少交叉線的情況,可還是無法完全避免。
接下來,想嘗試優化這個方案,例如angle用Math.abs來取正,或是每個點都找夾角最小的點來連線。可是結果都不行,無法避免交叉線。
基於中心點旋轉
後面又想到一個思路,如果能確定多邊形的中心點,那麼分別計算所有點相對於中心點的夾角,就能以順時針或逆時針連接這些點。
可是在網路上找了半天,所有點演算法裡面,都是要求有一系列依照某個時針順序排列的點。
可是如果我有這些點,就已經能畫出多邊形了。只好放棄
X軸兩極點分割
#無奈之下只好找Google,然後就發現了知乎上的一個答案挺好的: 如何將平面上無序的一組點連成一個簡單多邊形?
具體演算法描述,大家看那個答案就好,我就不贅述了。
不過在連接上鍊和下鍊的時候,其實只要確保上鍊是X軸降序連接,下鍊是X軸升序連接即可(以逆時針方向繪製)。至於X軸相同的點,不管是優先Y軸大的還是小的都可以。
實現的時候,是嚴格按照答案裡面的演算法實現的。
在判斷一個點是屬於上鍊還是下鏈的時候,一開始想的是基於兩點決定直線的函數方程,再引入點的座標來計算。不過後面想到,所有的點都以最左邊的極點來計算斜角,然後根據角度大小來劃分,視覺上更好理解。
大致程式碼如下:
let balls = []; let tempBalls = []; let ballNum = 6; let isDragingBall = false; while(ballNum--) { let ball = new Ball(10, parseColor(Math.random() * 0xffffff)) ball.x = Math.random() * width; ball.y = Math.random() * height; tempBalls.push(ball) } // 让点按X轴升序排序 tempBalls = tempBalls.sort((ballA, ballB) => { return ballA.x - ballB.x }) // 找X轴左右极点 let firstBall = tempBalls[0], lastBall = tempBalls[tempBalls.length -1]; let smallXBalls = tempBalls.filter(ball => ball.x === firstBall.x), bigXBalls = tempBalls.filter(ball => ball.x === lastBall.x) // 处理左右极点有多个的情况 if (smallXBalls.length > 1) { smallXBalls.sort((ballA, ballB) => { return ballB.y - ballA.y }) } if (bigXBalls.length > 1) { bigXBalls.sort((ballA, ballB) => { return ballB.y - ballA.y }) } firstBall = smallXBalls[0] lastBall = bigXBalls[0] // 获得极点连线的角度 let splitLineAngle = Math.atan2(lastBall.y - firstBall.y, lastBall.x - firstBall.x); let upperBalls = [], lowerBalls = []; // 所有其他点跟firstBall计算角度 // 大于splitLineAngle的都是下链 // 其他是上链 tempBalls.forEach(ball => { if (ball === firstBall || ball === lastBall) { return false } let angle = Math.atan2(ball.y - firstBall.y, ball.x - firstBall.x); if (angle > splitLineAngle) { lowerBalls.push(ball) } else { upperBalls.push(ball) } }) // 处理X轴相同情况的排序 lowerBalls = lowerBalls.sort((ballA, ballB) => { if (ballA.x !== ballB.x) { return ballA.x - ballB.x } return ballB.y - ballA.y }) upperBalls = upperBalls.sort((ballA, ballB) => { if (ballA.x !== ballB.x) { return ballB.x - ballA.x } return ballB.y - ballB.x }) // 逆时针连接所有的点 balls = [firstBall].concat(lowerBalls, [lastBall], upperBalls) balls = balls.map((ball, i) => { ball.text = i + 1; return ball })
最終回傳的balls,就是以逆時針排序的多邊形的點了。
效果如下:
各球的內部狀態如下:
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