打造高大上的Canvas粒子动画

打造高大上的Canvas粒子动画

2016/08/22 · HTML5 · 5
评论 ·
Canvas

原文出处:
腾讯ISUX   

首先来看下我们准备要做的粒子动画效果是怎么样的~

是这样:

图片 1

或者是这样:

图片 2

甚至是这样:

图片 3

很酷炫!

那如何去实现类似上面的粒子动画甚至根据自己的喜好去做更多其他轨迹的动画呢~请看下面详细的讲解。

基于canvas粒子系统的构建详解,canvas粒子构建

前面的话

本文将从最基本的imageData对象的理论知识说开去,详细介绍canvas粒子系统的构建

imageData

关于图像数据imageData共有3个方法,包括getImageData()、putImageData()、createImageData()

【getImageData()】

2D上下文可以通过getImageData()取得原始图像数据。这个方法接收4个参数:画面区域的x和y坐标以及该区域的像素宽度和高度

例如,要取得左上角坐标为(10,5)、大小为50*50像素的区域的图像数据,可以使用以下代码:

var imageData = context.getImageData(10,5,50,50);

返回的对象是ImageData的实例,每个ImageData对象有3个属性:widthheightdata

1、width:表示imageData对角的宽度

2、height:表示imageData对象的高度

3、data是一个数组,保存着图像中每一个像素的数据。在data数组中,每一个像素用4个元素来保存,分别表示red、green、blue、透明度

[注意]图像中有多少像素,data的长度就等于像素个数乘以4

//第一个像素如下
var data = imageData.data;
var red = data[0];
var green = data[1]; 
var blue = data[2];
var alpha = data[3];

数组中每个元素的值是在0-255之间,能够直接访问到原始图像数据,就能够以各种方式来操作这些数据

[注意]如果要使用getImageData()获取的canvas中包含drawImage()方法,则该方法中的URL不能跨域

【createImageData()】

createImageData(width,height)方法创建新的空白ImageData对象。新对象的默认像素值
transparent black,相当于rgba(0,0,0,0)

var imgData = context.createImageData(100,100);

【putImageData()】

putImageData()方法将图像数据从指定的ImageData对象放回画布上,该方法共有以下参数

imgData:要放回画布的ImageData对象(必须)
x:imageData对象的左上角的x坐标(必须)
y:imageData对象的左上角的y坐标(必须)
dirtyX:在画布上放置图像的水平位置(可选)
dirtyY:在画布上放置图像的垂直位置(可选)
dirtyWidth:在画布上绘制图像所使用的宽度(可选)
dirtyHeight:在画布上绘制图像所使用的高度(可选)

[注意]参数3到7要么都没有,要么都存在

context.putImageData(imgData,0,0);
context.putImageData(imgData,0,0,50,50,200,200);

粒子写入

粒子,指图像数据imageData中的每一个像素点。下面以一个简易实例来说明完全写入与粒子写入

【完全写入】

200*200的canvas1中存在文字’小火柴’,并将canvas1整个作为图像数据写入同样尺寸的canvas2中

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<canvas id="drawing2" style="border:1px solid black"></canvas>
<script>
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
var drawing2 = document.getElementById('drawing2');
if(drawing1.getContext){
 var cxt = drawing1.getContext('2d');
 var cxt2 = drawing2.getContext('2d');
 var W = drawing1.width = drawing2.width = 200;
 var H = drawing1.height = drawing2.height = 200;
 var str = '小火柴';
 cxt.textBaseline = 'top';
 var sh = 60;
 cxt.font = sh + 'px 宋体'
 var sw = cxt.measureText(str).width;
 if(sw > W){
  sw = W;
 }
 cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
 //获取imageData
 var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
 //写入drawing2中 
 cxt2.putImageData(imageData,0,0);
</script>

【粒子写入】

对于完全写入而言,相当于只是简单的复制粘贴,如果要对每个像素点进行精细地控制,则需要使用粒子写入。canvas1中存在着大量的空白区域,只有’小火柴’这三个字的区域是有效的。于是,可以根据图像数据imageData中的透明度对粒子进行筛选,只筛选出透明度大于0的粒子

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<canvas id="drawing2" style="border:1px solid black"></canvas>
<script>
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
var drawing2 = document.getElementById('drawing2');
if(drawing1.getContext){
 var cxt = drawing1.getContext('2d');
 var cxt2 = drawing2.getContext('2d');
 var W = drawing1.width = drawing2.width = 200;
 var H = drawing1.height = drawing2.height = 200;
 var str = '小火柴';
 cxt.textBaseline = 'top';
 var sh = 60;
 cxt.font = sh + 'px 宋体'
 var sw = cxt.measureText(str).width;
 if(sw > W){
  sw = W;
 }
 cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
 //获取imageData
 var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
 //写入drawing2中 
 cxt2.putImageData(setData(imageData),0,0);
 function setData(imageData){
 //从imageData对象中取得粒子,并存储到dots数组中
 var dots = [];
 for(var i = 0; i < W; i++){
  for(var j = 0; j < H ;j++){
  //data值中的红色值
  var k = 4*(i + j*W);
  //data值中的透明度
  if(imageData.data[k+3] > 0){
   //将透明度大于0的data中的红色值保存到dots数组中
   dots.push(k);
  }
  }
 }
 //40000 2336
 console.log(i*j,dots.length);
 //新建一个imageData,并将筛选后的粒子信息保存到新建的imageData中
 var oNewImage = cxt.createImageData(W,H);
 for(var i = 0; i < dots.length; i++){
  oNewImage.data[dots[i]+0] = imageData.data[dots[i]+0];
  oNewImage.data[dots[i]+1] = imageData.data[dots[i]+1];
  oNewImage.data[dots[i]+2] = imageData.data[dots[i]+2];
  oNewImage.data[dots[i]+3] = imageData.data[dots[i]+3];
 }
 return oNewImage;
 }
}
</script>

虽然结果看上去相同,但canvas2只使用了canvas1中40000个粒子中的2336个

粒子筛选

当粒子完全写入时,与canvas复制粘贴的效果相同。而当粒子有所筛选时,则会出现一些奇妙的效果

【按序筛选】

由于取得粒子时,使用的是宽度值*高度值的双重循环,且都以加1的形式递增。如果不是加1,而是加n,则可以实现按序筛选的效果

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<canvas id="drawing2" style="border:1px solid black"></canvas>
<div id="con">
 <button>1</button>
 <button>2</button>
 <button>3</button>
 <button>4</button>
 <button>5</button>
</div>
<script>
var oCon = document.getElementById('con');
oCon.onclick = function(e){
 e = e || event;
 var tempN = e.target.innerHTML;
 if(tempN){
 cxt2.clearRect(0,0,W,H);
 cxt2.putImageData(setData(imageData,Number(tempN)),0,0);
 }
}
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
var drawing2 = document.getElementById('drawing2');
if(drawing1.getContext){
 var cxt = drawing1.getContext('2d');
 var cxt2 = drawing2.getContext('2d');
 var W = drawing1.width = drawing2.width = 200;
 var H = drawing1.height = drawing2.height = 200;
 var str = '小火柴';
 cxt.textBaseline = 'top';
 var sh = 60;
 cxt.font = sh + 'px 宋体'
 var sw = cxt.measureText(str).width;
 if(sw > W){
  sw = W;
 }
 cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
 //获取imageData
 var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
 //写入drawing2中 
 cxt2.putImageData(setData(imageData,1),0,0);
 function setData(imageData,n){
 //从imageData对象中取得粒子,并存储到dots数组中
 var dots = [];
 for(var i = 0; i < W; i+=n){
  for(var j = 0; j < H ;j+=n){
  //data值中的红色值
  var k = 4*(i + j*W);
  //data值中的透明度
  if(imageData.data[k+3] > 0){
   //将透明度大于0的data中的红色值保存到dots数组中
   dots.push(k);
  }
  }
 }
 //新建一个imageData,并将筛选后的粒子信息保存到新建的imageData中
 var oNewImage = cxt.createImageData(W,H);
 for(var i = 0; i < dots.length; i++){
  oNewImage.data[dots[i]+0] = imageData.data[dots[i]+0];
  oNewImage.data[dots[i]+1] = imageData.data[dots[i]+1];
  oNewImage.data[dots[i]+2] = imageData.data[dots[i]+2];
  oNewImage.data[dots[i]+3] = imageData.data[dots[i]+3];
 }
 return oNewImage;
 }
}
</script>

【随机筛选】

除了使用按序筛选,还可以使用随机筛选。
通过双重循环得到的粒子的位置信息,放到dots数组中。通过splice()方法进行筛选,将筛选后的位置信息放到新建的newDots数组中,然后再使用createImageData(),新建一个图像数据对象并返回

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<canvas id="drawing2" style="border:1px solid black"></canvas>
<div id="con">
 <button>1000</button>
 <button>2000</button>
 <button>3000</button>
 <button>4000</button>
</div>
<script>
var oCon = document.getElementById('con');
oCon.onclick = function(e){
 e = e || event;
 var tempN = e.target.innerHTML;
 if(tempN){
 cxt2.clearRect(0,0,W,H);
 cxt2.putImageData(setData(imageData,1,Number(tempN)),0,0);
 }
}
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
var drawing2 = document.getElementById('drawing2');
if(drawing1.getContext){
 var cxt = drawing1.getContext('2d');
 var cxt2 = drawing2.getContext('2d');
 var W = drawing1.width = drawing2.width = 200;
 var H = drawing1.height = drawing2.height = 200;
 var str = '小火柴';
 cxt.textBaseline = 'top';
 var sh = 60;
 cxt.font = sh + 'px 宋体'
 var sw = cxt.measureText(str).width;
 if(sw > W){
  sw = W;
 }
 cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
 //获取imageData
 var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
 //写入drawing2中 
 cxt2.putImageData(setData(imageData,1),0,0);
 function setData(imageData,n,m){
 //从imageData对象中取得粒子,并存储到dots数组中
 var dots = [];
 for(var i = 0; i < W; i+=n){
  for(var j = 0; j < H ;j+=n){
  //data值中的红色值
  var k = 4*(i + j*W);
  //data值中的透明度
  if(imageData.data[k+3] > 0){
   //将透明度大于0的data中的红色值保存到dots数组中
   dots.push(k);
  }
  }
 } 
 //筛选粒子,仅保存m个到newDots数组中。如果不传入m,则不进行筛选
 var newDots = [];
 if(m && (dots.length > m)){
  for(var i = 0; i < m; i++){
  newDots.push(Number(dots.splice(Math.floor(Math.random()*dots.length),1)));
  }
 }else{
  newDots = dots;
 } 
 //新建一个imageData,并将筛选后的粒子信息保存到新建的imageData中
 var oNewImage = cxt.createImageData(W,H);
 for(var i = 0; i < newDots.length; i++){
  oNewImage.data[newDots[i]+0] = imageData.data[newDots[i]+0];
  oNewImage.data[newDots[i]+1] = imageData.data[newDots[i]+1];
  oNewImage.data[newDots[i]+2] = imageData.data[newDots[i]+2];
  oNewImage.data[newDots[i]+3] = imageData.data[newDots[i]+3];
 }
 return oNewImage;
 }
}
</script>

像素显字

下面来使用粒子筛选来实现一个像素显字的效果。像素显字即从不清晰的效果逐步过渡到完全显示

【按序像素显字】

按序像素显字的实现原理非常简单,比如,共有2000个粒子,共10个程度的过渡效果。则使用10个数组,分别保存200,400,600,800,100,1200,1400,1600,1800和2000个粒子。然后使用定时器将其逐步显示出来即可

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<button id="btn">开始显字</button>
<script>
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
if(drawing1.getContext){
 var cxt = drawing1.getContext('2d');
 var W = drawing1.width = 200;
 var H = drawing1.height = 200;
 var str = '小火柴';
 cxt.textBaseline = 'top';
 var sh = 60;
 cxt.font = sh + 'px 宋体'
 var sw = cxt.measureText(str).width;
 if(sw > W){
  sw = W;
 }
 cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
 //获取imageData
 var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
 cxt.clearRect(0,0,W,H);
 //获得10组粒子
 var imageDataArr = [];
 var n = 10;
 var index = 0;
 for(var i = n; i > 0; i--){
 imageDataArr.push(setData(imageData,i));
 }
 var oTimer = null;
 btn.onclick = function(){
 clearTimeout(oTimer);
 showData();
 }
 function showData(){
 oTimer = setTimeout(function(){
  cxt.clearRect(0,0,W,H);
  //写入drawing1中 
  cxt.putImageData(imageDataArr[index++],0,0); 
  //迭代函数  
  showData();  
  if(index == 10){
    index = 0;
  clearTimeout(oTimer);
  }  

 },100);  
 } 
 function setData(imageData,n,m){
 //从imageData对象中取得粒子,并存储到dots数组中
 var dots = [];
 for(var i = 0; i < W; i+=n){
  for(var j = 0; j < H ;j+=n){
  //data值中的红色值
  var k = 4*(i + j*W);
  //data值中的透明度
  if(imageData.data[k+3] > 0){
   //将透明度大于0的data中的红色值保存到dots数组中
   dots.push(k);
  }
  }
 } 
 //筛选粒子,仅保存m个到newDots数组中。如果不传入m,则不进行筛选
 var newDots = [];
 if(m && (dots.length > m)){
  for(var i = 0; i < m; i++){
  newDots.push(Number(dots.splice(Math.floor(Math.random()*dots.length),1)));
  }
 }else{
  newDots = dots;
 } 
 //新建一个imageData,并将筛选后的粒子信息保存到新建的imageData中
 var oNewImage = cxt.createImageData(W,H);
 for(var i = 0; i < newDots.length; i++){
  oNewImage.data[newDots[i]+0] = imageData.data[newDots[i]+0];
  oNewImage.data[newDots[i]+1] = imageData.data[newDots[i]+1];
  oNewImage.data[newDots[i]+2] = imageData.data[newDots[i]+2];
  oNewImage.data[newDots[i]+3] = imageData.data[newDots[i]+3];
 }
 return oNewImage;
 }
}
</script>

【随机像素显字】

随机像素显字的原理类似,保存多个不同数量的随机像素的数组即可

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<button id="btn">开始显字</button>
<script>
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
if(drawing1.getContext){
 var cxt = drawing1.getContext('2d');
 var W = drawing1.width = 200;
 var H = drawing1.height = 200;
 var str = '小火柴';
 cxt.textBaseline = 'top';
 var sh = 60;
 cxt.font = sh + 'px 宋体'
 var sw = cxt.measureText(str).width;
 if(sw > W){
  sw = W;
 }
 cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
 //获取imageData
 var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
 cxt.clearRect(0,0,W,H);
 //获得10组粒子
 var imageDataArr = [];
 var n = 10;
 var index = 0;
 for(var i = n; i > 0; i--){
 imageDataArr.push(setData(imageData,1,i));
 }
 var oTimer = null;
 btn.onclick = function(){
 clearTimeout(oTimer);
 showData();
 }
 function showData(){
 oTimer = setTimeout(function(){
  cxt.clearRect(0,0,W,H);
  //写入drawing1中 
  cxt.putImageData(imageDataArr[index++],0,0); 
  //迭代函数  
  showData();  
  if(index == 10){
  clearTimeout(oTimer);
  index = 0;
  }  
 },100);  
 } 
 function setData(imageData,n,m){
 //从imageData对象中取得粒子,并存储到dots数组中
 var dots = [];
 for(var i = 0; i < W; i+=n){
  for(var j = 0; j < H ;j+=n){
  //data值中的红色值
  var k = 4*(i + j*W);
  //data值中的透明度
  if(imageData.data[k+3] > 0){
   //将透明度大于0的data中的红色值保存到dots数组中
   dots.push(k);
  }
  }
 } 
 //筛选粒子,仅保存dots.length/m个到newDots数组中
 var newDots = [];
 var len = Math.floor(dots.length/m);
 for(var i = 0; i < len; i++){
  newDots.push(Number(dots.splice(Math.floor(Math.random()*dots.length),1)));
 }
 //新建一个imageData,并将筛选后的粒子信息保存到新建的imageData中
 var oNewImage = cxt.createImageData(W,H);
 for(var i = 0; i < newDots.length; i++){
  oNewImage.data[newDots[i]+0] = imageData.data[newDots[i]+0];
  oNewImage.data[newDots[i]+1] = imageData.data[newDots[i]+1];
  oNewImage.data[newDots[i]+2] = imageData.data[newDots[i]+2];
  oNewImage.data[newDots[i]+3] = imageData.data[newDots[i]+3];
 }
 return oNewImage;
 }
}
</script>

粒子动画

粒子动画并不是粒子在做动画,而是通过getImageData()方法获得粒子的随机坐标和最终坐标后,通过fillRect()方法绘制的小方块在做运动。使用定时器,不断的绘制坐标变化的小方块,以此来产生运动的效果

【随机位置】

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<button id="btn1">开始显字</button>
<button id="btn2">重新混乱</button>
<script>
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
if(drawing1.getContext){
 var cxt = drawing1.getContext('2d');
 var W = drawing1.width = 200;
 var H = drawing1.height = 200;
 var str = '小火柴';
 cxt.textBaseline = 'top';
 var sh = 60;
 cxt.font = sh + 'px 宋体'
 var sw = cxt.measureText(str).width;
 if(sw > W){
  sw = W;
 }
 cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
 //获取imageData
 var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
 cxt.clearRect(0,0,W,H);
 function setData(imageData,n,m){
 //从imageData对象中取得粒子,并存储到dots数组中
 var dots = [];
 //dots的索引
 var index = 0;
 for(var i = 0; i < W; i+=n){
  for(var j = 0; j < H ;j+=n){
  //data值中的红色值
  var k = 4*(i + j*W);
  //data值中的透明度
  if(imageData.data[k+3] > 0){
   //将透明度大于0的data中的红色值保存到dots数组中
   dots.push(k);
   dots[index++] = {
   'index':index,
   'x':i,
   'y':j,
   'red':k,
   'randomX':Math.random()*W,
   'randomY':Math.random()*H,
   }
  }
  }
 } 
 //筛选粒子,仅保存dots.length/m个到newDots数组中
 var newDots = [];
 var len = Math.floor(dots.length/m);
 for(var i = 0; i < len; i++){
  newDots.push(dots.splice(Math.floor(Math.random()*dots.length),1)[0]);
 }
 return newDots;
 }
 //获得粒子数组
 var dataArr = setData(imageData,1,1);
 var oTimer1 = null;
 var oTimer2 = null;
 btn1.onclick = function(){
 clearTimeout(oTimer1);
 showData(10);
 } 
 btn2.onclick = function(){
 clearTimeout(oTimer2);
 showRandom(10);
 } 
 function showData(n){
 oTimer1 = setTimeout(function(){
  cxt.clearRect(0,0,W,H);
  for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
  var temp = dataArr[i];
  var x0 = temp.randomX;
  var y0 = temp.randomY;
  var disX = temp.x - temp.randomX;
  var disY = temp.y - temp.randomY;
  cxt.fillRect(x0 + disX/n,y0 + disY/n,1,1); 
  } 
  showData(n-1); 
  if(n === 1){
  clearTimeout(oTimer1);
  }  
 },60); 
 } 
 function showRandom(n){
 oTimer2 = setTimeout(function fn(){
  cxt.clearRect(0,0,W,H);
  for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
  var temp = dataArr[i];
  var x0 = temp.x;
  var y0 = temp.y;
  var disX = temp.randomX - temp.x;
  var disY = temp.randomY - temp.y;
  cxt.fillRect(x0 + disX/n,y0 + disY/n,1,1);    
  }  
  showRandom(n-1); 
  if(n === 1){
  clearTimeout(oTimer2);
  }  
 },60); 
 } 
}
</script>

【飘入效果】 

飘入效果与随机显字的原理相似,不再赘述

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<button id="btn1">左上角飘入</button>
<script>
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
if(drawing1.getContext){
 var cxt = drawing1.getContext('2d');
 var W = drawing1.width = 200;
 var H = drawing1.height = 200;
 var str = '小火柴';
 cxt.textBaseline = 'top';
 var sh = 60;
 cxt.font = sh + 'px 宋体'
 var sw = cxt.measureText(str).width;
 if(sw > W){
  sw = W;
 }
 cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
 //获取imageData
 var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
 cxt.clearRect(0,0,W,H);
 function setData(imageData,n,m){
 //从imageData对象中取得粒子,并存储到dots数组中
 var dots = [];
 //dots的索引
 var index = 0;
 for(var i = 0; i < W; i+=n){
  for(var j = 0; j < H ;j+=n){
  //data值中的红色值
  var k = 4*(i + j*W);
  //data值中的透明度
  if(imageData.data[k+3] > 0){
   //将透明度大于0的data中的红色值保存到dots数组中
   dots.push(k);
   dots[index++] = {
   'index':index,
   'x':i,
   'y':j,
   'red':k,
   'randomX':Math.random()*W,
   'randomY':Math.random()*H,
   }
  }
  }
 } 
 //筛选粒子,仅保存dots.length/m个到newDots数组中
 var newDots = [];
 var len = Math.floor(dots.length/m);
 for(var i = 0; i < len; i++){
  newDots.push(dots.splice(Math.floor(Math.random()*dots.length),1)[0]);
 }
 return newDots;
 }
 //获得粒子数组
 var dataArr = setData(imageData,1,1);
 var oTimer1 = null;
 btn1.onclick = function(){
 clearTimeout(oTimer1);
 showData(10);
 } 
 function showData(n){
 oTimer1 = setTimeout(function(){
  cxt.clearRect(0,0,W,H);
  for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
  var temp = dataArr[i];
  var x0 = 0;
  var y0 = 0;
  var disX = temp.x - 0;
  var disY = temp.y - 0;
  cxt.fillRect(x0 + disX/n,y0 + disY/n,1,1); 
  } 
  showData(n-1); 
  if(n === 1){
  clearTimeout(oTimer1);
  }  
 },60); 
 } 
}
</script>

鼠标交互

一般地,粒子的鼠标交互都与isPointInPath(x,y)方法有关

【移入变色】

当鼠标接近粒子时,该粒子变红。实现原理很简单。鼠标移动时,通过isPointInPath(x,y)方法检测,有哪些粒子处于当前指针范围内。如果处于,绘制1像素的红色矩形即可

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<script>
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
if(drawing1.getContext){
 var cxt = drawing1.getContext('2d');
 var W = drawing1.width = 200;
 var H = drawing1.height = 200;
 var str = '小火柴';
 cxt.textBaseline = 'top';
 var sh = 60;
 cxt.font = sh + 'px 宋体'
 var sw = cxt.measureText(str).width;
 if(sw > W){
  sw = W;
 }
 cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
 //获取imageData
 var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
 function setData(imageData,n,m){
 //从imageData对象中取得粒子,并存储到dots数组中
 var dots = [];
 //dots的索引
 var index = 0;
 for(var i = 0; i < W; i+=n){
  for(var j = 0; j < H ;j+=n){
  //data值中的红色值
  var k = 4*(i + j*W);
  //data值中的透明度
  if(imageData.data[k+3] > 0){
   //将透明度大于0的data中的红色值保存到dots数组中
   dots.push(k);
   dots[index++] = {
   'index':index,
   'x':i,
   'y':j,
   'red':k,
   'randomX':Math.random()*W,
   'randomY':Math.random()*H,
   }
  }
  }
 } 
 //筛选粒子,仅保存dots.length/m个到newDots数组中
 var newDots = [];
 var len = Math.floor(dots.length/m);
 for(var i = 0; i < len; i++){
  newDots.push(dots.splice(Math.floor(Math.random()*dots.length),1)[0]);
 }
 return newDots;
 }
 //获得粒子数组
 var dataArr = setData(imageData,1,1); 
 //鼠标移动时,当粒子距离鼠标指针小于10时,则进行相关操作
 drawing1.onmousemove = function(e){
 e = e || event;
 var x = e.clientX - drawing1.getBoundingClientRect().left;
 var y = e.clientY - drawing1.getBoundingClientRect().top;
 cxt.beginPath();
 cxt.arc(x,y,10,0,Math.PI*2);
 for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
  var temp = dataArr[i];
  if(cxt.isPointInPath(temp.x,temp.y)){ 
  cxt.fillStyle = 'red';
  cxt.fillRect(temp.x,temp.y,1,1);
  }  
 } 
 }
}
</script>

【远离鼠标】

鼠标点击时,以鼠标指针为圆心的一定范围内的粒子需要移动到该范围以外。一段时间后,粒子回到原始位置

实现原理并不复杂,使用isPointInPath(x,y)方法即可,如果粒子处于当前路径中,则沿着鼠标指针与粒子坐标组成的直线方向,移动到路径的边缘

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<script>
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
if(drawing1.getContext){
 var cxt = drawing1.getContext('2d');
 var W = drawing1.width = 200;
 var H = drawing1.height = 200;
 var str = '小火柴';
 cxt.textBaseline = 'top';
 var sh = 60;
 cxt.font = sh + 'px 宋体'
 var sw = cxt.measureText(str).width;
 if(sw > W){
  sw = W;
 }
 //渲染文字
 cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
 //获取imageData
 var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
 cxt.clearRect(0,0,W,H);
 function setData(imageData,n,m){
 //从imageData对象中取得粒子,并存储到dots数组中
 var dots = [];
 //dots的索引
 var index = 0;
 for(var i = 0; i < W; i+=n){
  for(var j = 0; j < H ;j+=n){
  //data值中的红色值
  var k = 4*(i + j*W);
  //data值中的透明度
  if(imageData.data[k+3] > 0){
   //将透明度大于0的data中的红色值保存到dots数组中
   dots.push(k);
   dots[index++] = {
   'index':index,
   'x':i,
   'y':j,
   'red':k,
   'randomX':Math.random()*W,
   'randomY':Math.random()*H,
   'mark':false
   }
  }
  }
 } 
 //筛选粒子,仅保存dots.length/m个到newDots数组中
 var newDots = [];
 var len = Math.floor(dots.length/m);
 for(var i = 0; i < len; i++){
  newDots.push(dots.splice(Math.floor(Math.random()*dots.length),1)[0]);
 }
 return newDots;
 }
 //获得粒子数组
 var dataArr = setData(imageData,2,1); 
 //将筛选后的粒子信息保存到新建的imageData中
 var oNewImage = cxt.createImageData(W,H);
 for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
 for(var j = 0; j < 4; j++){
  oNewImage.data[dataArr[i].red+j] = imageData.data[dataArr[i].red+j];
 }
 } 
 //写入canvas中
 cxt.putImageData(oNewImage,0,0);
 //设置鼠标检测半径为r
 var r = 20;
 //鼠标移动时,当粒子距离鼠标指针小于20时,则进行相关操作
 drawing1.onmousedown = function(e){
 e = e || event;
 var x = e.clientX - drawing1.getBoundingClientRect().left;
 var y = e.clientY - drawing1.getBoundingClientRect().top;
 cxt.beginPath();
 cxt.arc(x,y,r,0,Math.PI*2);
 for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
  var temp = dataArr[i];
  if(cxt.isPointInPath(temp.x,temp.y)){ 
  temp.mark = true;
  var angle = Math.atan2((temp.y - y),(temp.x - x));
  temp.endX = x - r*Math.cos(angle);
  temp.endY = y - r*Math.sin(angle);
  var disX = temp.x - temp.endX;
  var disY = temp.y - temp.endY;
  cxt.fillStyle = '#fff';
  cxt.fillRect(temp.x,temp.y,1,1);
  cxt.fillStyle = '#000';
  cxt.fillRect(temp.endX,temp.endY,1,1); 
  dataRecovery(10);
  }else{
  temp.mark = false;
  }  
 }
 var oTimer = null;
 function dataRecovery(n){
  clearTimeout(oTimer);
  oTimer = setTimeout(function(){
  cxt.clearRect(0,0,W,H);
  for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
   var temp = dataArr[i];
   if(temp.mark){
   var x0 = temp.endX;
   var y0 = temp.endY;
   var disX = temp.x - x0;
   var disY = temp.y - y0;
   cxt.fillRect(x0 + disX/n,y0 + disY/n,1,1); 
   }else{
   cxt.fillRect(temp.x,temp.y,1,1);
   }
  } 
  dataRecovery(n-1); 
  if(n === 1){
   clearTimeout(oTimer);
  }  
  },17);
 } 
 } 
}
</script>

综合实例

下面将上面的效果制作为一个可编辑的综合实例

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>Document</title>
</head>
<body>
<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<br>
<div style="margin-bottom:10px">
 粒子设置:
 <input type="text" id="textValue" value="小火柴的蓝色理想"> 
 <button id="btnSetText">文字设置确认</button>
 <button id="btnchoose2">按序筛选</button>
 <button id="btnchoose3">随机筛选</button>
 <button id="btnchoose1">不筛选</button> 
</div>
<div style="margin-bottom:10px">
 粒子效果:
 <button id="btn1">按序显字</button>
 <button id="btn2">随机显字</button> 
 <button id="btn3">混乱聚合</button>
 <button id="btn4">重新混乱</button>
</div>
<div>
 鼠标效果:
 1、鼠标移到文字上时,文字颜色变红;
 2、鼠标在文字上点击时,粒子远离鼠标指针
</div>
<script>
if(drawing1.getContext){
 var cxt = drawing1.getContext('2d');
 var W = drawing1.width = 300;
 var H = drawing1.height = 200; 
 var imageData;
 var dataArr;
 btnSetText.onclick = function(){
 fnSetText(textValue.value);
 } 
 function fnSetText(str){
 cxt.clearRect(0,0,W,H);
 cxt.textBaseline = 'top';
 var sh = 60;
 cxt.font = sh + 'px 宋体'
 var sw = cxt.measureText(str).width;
 if(sw > W){
  sw = W;
 }
 cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W); 
 imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
 dataArr = setData(imageData,1,1); 
 }
 fnSetText('小火柴');
 btnchoose1.onclick = function(){
 dataArr = setData(imageData,1,1);
 saveData(dataArr); 
 }
 btnchoose2.onclick = function(){
 dataArr = setData(imageData,2,1);
 saveData(dataArr); 
 }
 btnchoose3.onclick = function(){
 dataArr = setData(imageData,1,2);
 saveData(dataArr); 
 } 
 //筛选粒子
 function setData(imageData,n,m){
 //从imageData对象中取得粒子,并存储到dots数组中
 var dots = [];
 //dots的索引
 var index = 0;
 for(var i = 0; i < W; i+=n){
  for(var j = 0; j < H ;j+=n){
  //data值中的红色值
  var k = 4*(i + j*W);
  //data值中的透明度
  if(imageData.data[k+3] > 0){
   //将透明度大于0的data中的红色值保存到dots数组中
   dots.push(k);
   dots[index++] = {
   'index':index,
   'x':i,
   'y':j,
   'red':k,
   'green':k+1,
   'blue':k+2,
   'randomX':Math.random()*W,
   'randomY':Math.random()*H,
   'mark':false
   }
  }
  }
 } 
 //筛选粒子,仅保存dots.length/m个到newDots数组中
 var newDots = [];
 var len = Math.floor(dots.length/m);
 for(var i = 0; i < len; i++){
  newDots.push(dots.splice(Math.floor(Math.random()*dots.length),1)[0]);
 }
 return newDots;
 }
 function saveData(dataArr){
 //将筛选后的粒子信息保存到新建的imageData中
 var oNewImage = cxt.createImageData(W,H);
 for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
  for(var j = 0; j < 4; j++){
  oNewImage.data[dataArr[i].red+j] = imageData.data[dataArr[i].red+j];
  }
 }
 //写入canvas中
 cxt.putImageData(oNewImage,0,0);  
 }
 //显示粒子
 function showData(arr,oTimer,index,n){
 oTimer = setTimeout(function(){
  cxt.clearRect(0,0,W,H);
  //写入canvas中 
  saveData(arr[index++]); 
  if(index == n){
  clearTimeout(oTimer);
  }else{
  //迭代函数  
  showData(arr,oTimer,index,n);   
  }      
 },60);  
 } 
 //重新混乱
 function showDataToRandom(dataArr,oTimer,n){
 oTimer = setTimeout(function fn(){
  cxt.clearRect(0,0,W,H);
  for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
  var temp = dataArr[i];
  var x0 = temp.x;
  var y0 = temp.y;
  var disX = temp.randomX - temp.x;
  var disY = temp.randomY - temp.y;
  cxt.fillRect(x0 + disX/n,y0 + disY/n,1,1);    
  } 
  n--;
  if(n === 0){
  clearTimeout(oTimer);
  }else{
  showDataToRandom(dataArr,oTimer,n); 
  }    
 },60); 
 } 
 //混乱聚合
 function showRandomToData(dataArr,oTimer,n){
 oTimer = setTimeout(function(){
  cxt.clearRect(0,0,W,H);
  for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
  var temp = dataArr[i];
  var x0 = temp.randomX;
  var y0 = temp.randomY;
  var disX = temp.x - temp.randomX;
  var disY = temp.y - temp.randomY;
  cxt.fillRect(x0 + disX/n,y0 + disY/n,1,1); 
  } 
  n--;
  if(n === 0){
  clearTimeout(oTimer);
  }else{
  showRandomToData(dataArr,oTimer,n); 
  }  
 },60); 
 }
 btn1.onclick = function(){
 btn1.arr = [];
 for(var i = 10; i > 1; i--){
  btn1.arr.push(setData(imageData,i,1));
 }
 showData(btn1.arr,btn1.oTimer,0,9);
 }
 btn2.onclick = function(){
 btn2.arr = [];
 for(var i = 10; i > 0; i--){
  btn2.arr.push(setData(imageData,2,i));
 }
 showData(btn2.arr,btn2.oTimer,0,10);
 } 
 btn3.onclick = function(){
 clearTimeout(btn3.oTimer);
 showRandomToData(dataArr,btn3.oTimer,10);
 }
 btn4.onclick = function(){
 clearTimeout(btn4.oTimer);
 showDataToRandom(dataArr,btn4.oTimer,10);
 } 
 //鼠标移动
 drawing1.onmousemove = function(e){
 e = e || event;
 var x = e.clientX - drawing1.getBoundingClientRect().left;
 var y = e.clientY - drawing1.getBoundingClientRect().top;
 cxt.beginPath();
 cxt.arc(x,y,10,0,Math.PI*2);
 for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
  var temp = dataArr[i];
  if(cxt.isPointInPath(temp.x,temp.y)){ 
  cxt.fillStyle = 'red';
  cxt.fillRect(temp.x,temp.y,1,1);
  }  
 }
 cxt.fillStyle = 'black'; 
 } 
 //鼠标点击
 drawing1.onmousedown = function(e){
 var r = 20;
 e = e || event;
 var x = e.clientX - drawing1.getBoundingClientRect().left;
 var y = e.clientY - drawing1.getBoundingClientRect().top;
 cxt.beginPath();
 cxt.arc(x,y,r,0,Math.PI*2);
 for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
  var temp = dataArr[i];
  if(cxt.isPointInPath(temp.x,temp.y)){ 
  temp.mark = true;
  var angle = Math.atan2((temp.y - y),(temp.x - x));
  temp.endX = x - r*Math.cos(angle);
  temp.endY = y - r*Math.sin(angle);
  var disX = temp.x - temp.endX;
  var disY = temp.y - temp.endY;
  cxt.fillStyle = '#fff';
  cxt.fillRect(temp.x,temp.y,1,1);
  cxt.fillStyle = '#f00';
  cxt.fillRect(temp.endX,temp.endY,1,1); 
  cxt.fillStyle="#000";
  dataRecovery(10);
  }else{
  temp.mark = false;
  }  
 }
 var oTimer = null;
 function dataRecovery(n){
  clearTimeout(oTimer);
  oTimer = setTimeout(function(){
  cxt.clearRect(0,0,W,H);
  for(var i = 0; i < dataArr.length; i++){
   var temp = dataArr[i];
   if(temp.mark){
   var x0 = temp.endX;
   var y0 = temp.endY;
   var disX = temp.x - x0;
   var disY = temp.y - y0;
   cxt.fillRect(x0 + disX/n,y0 + disY/n,1,1); 
   }else{
   cxt.fillRect(temp.x,temp.y,1,1);
   }
  } 
  dataRecovery(n-1); 
  if(n === 1){
   clearTimeout(oTimer);
  }  
  },17);
 } 
 } 
}
</script> 
</body>
</html>

以上这篇基于canvas粒子系统的构建详解就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持帮客之家。

前面的话
本文将从最基本的imageData对象的理论知识说开去,详细介绍canvas粒子系统的构建…

前面的话

  本文将从最基本的imageData对象的理论知识说开去,详细介绍canvas粒子系统的构建

 

效果演示

  下面是实例效果演示,博文结尾有全部源码

 

技术选择

因为粒子数量很多,而且涉及到图像像素处理,所以这里使用Canvas是不二选择。

 

注意,以下演示的代码只是关键代码,重点在于解决思路。

imageData

  关于图像数据imageData共有3个方法,包括getImageData()、putImageData()、createImageData()

【getImageData()】

  2D上下文可以通过getImageData()取得原始图像数据。这个方法接收4个参数:画面区域的x和y坐标以及该区域的像素宽度和高度

  例如,要取得左上角坐标为(10,5)、大小为50*50像素的区域的图像数据,可以使用以下代码:

var imageData = context.getImageData(10,5,50,50);

  返回的对象是ImageData的实例,每个ImageData对象有3个属性:widthheightdata

  1、width:表示imageData对角的宽度

  2、height:表示imageData对象的高度

  3、data是一个数组,保存着图像中每一个像素的数据。在data数组中,每一个像素用4个元素来保存,分别表示red、green、blue、透明度

  [注意]图像中有多少像素,data的长度就等于像素个数乘以4

图片 4

//第一个像素如下
var data = imageData.data;
var red = data[0];
var green = data[1]; 
var blue = data[2];
var alpha = data[3];

图片 5

  数组中每个元素的值是在0-255之间,能够直接访问到原始图像数据,就能够以各种方式来操作这些数据

  [注意]如果要使用getImageData()获取的canvas中包含drawImage()方法,则该方法中的URL不能跨域

【createImageData()】

  createImageData(width,height)方法创建新的空白ImageData对象。新对象的默认像素值
transparent black,相当于rgba(0,0,0,0)

var imgData = context.createImageData(100,100);

【putImageData()】

  putImageData()方法将图像数据从指定的ImageData对象放回画布上,该方法共有以下参数

图片 6

imgData:要放回画布的ImageData对象(必须)
x:imageData对象的左上角的x坐标(必须)
y:imageData对象的左上角的y坐标(必须)
dirtyX:在画布上放置图像的水平位置(可选)
dirtyY:在画布上放置图像的垂直位置(可选)
dirtyWidth:在画布上绘制图像所使用的宽度(可选)
dirtyHeight:在画布上绘制图像所使用的高度(可选)

图片 7

  [注意]参数3到7要么都没有,要么都存在

context.putImageData(imgData,0,0);    
context.putImageData(imgData,0,0,50,50,200,200);

 

一、绘制粒子轮廓图

首先要在canvas画布上绘制一个由粒子组成的轮廓图,记录下每一个粒子的坐标,这样才能有后续的动画。

粒子写入

  粒子,指图像数据imageData中的每一个像素点。下面以一个简易实例来说明完全写入与粒子写入

【完全写入】

  200*200的canvas1中存在文字’小火柴’,并将canvas1整个作为图像数据写入同样尺寸的canvas2中

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<canvas id="drawing2" style="border:1px solid black"></canvas>
<script>
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
var drawing2 = document.getElementById('drawing2');
if(drawing1.getContext){
  var cxt = drawing1.getContext('2d');
  var cxt2 = drawing2.getContext('2d');
  var W = drawing1.width = drawing2.width = 200;
  var H = drawing1.height = drawing2.height = 200;
  var str = '小火柴';
  cxt.textBaseline = 'top';
  var sh = 60;
  cxt.font = sh + 'px  宋体'
  var sw = cxt.measureText(str).width;
  if(sw > W){
      sw = W;
  }
  cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
  //获取imageData
  var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
  //写入drawing2中 
  cxt2.putImageData(imageData,0,0);
</script>  

【粒子写入】

  对于完全写入而言,相当于只是简单的复制粘贴,如果要对每个像素点进行精细地控制,则需要使用粒子写入。canvas1中存在着大量的空白区域,只有’小火柴’这三个字的区域是有效的。于是,可以根据图像数据imageData中的透明度对粒子进行筛选,只筛选出透明度大于0的粒子

<canvas id="drawing1" style="border:1px solid black"></canvas>
<canvas id="drawing2" style="border:1px solid black"></canvas>
<script>
var drawing1 = document.getElementById('drawing1');
var drawing2 = document.getElementById('drawing2');
if(drawing1.getContext){
  var cxt = drawing1.getContext('2d');
  var cxt2 = drawing2.getContext('2d');
  var W = drawing1.width = drawing2.width = 200;
  var H = drawing1.height = drawing2.height = 200;
  var str = '小火柴';
  cxt.textBaseline = 'top';
  var sh = 60;
  cxt.font = sh + 'px  宋体'
  var sw = cxt.measureText(str).width;
  if(sw > W){
      sw = W;
  }
  cxt.fillText(str,(W - sw)/2,(H - sh)/2,W);
  //获取imageData
  var imageData = cxt.getImageData(0,0,W,H); 
  //写入drawing2中 
  cxt2.putImageData(setData(imageData),0,0);
  function setData(imageData){
    //从imageData对象中取得粒子,并存储到dots数组中
    var dots = [];
    for(var i = 0; i < W; i++){
      for(var j = 0; j < H ;j++){
        //data值中的红色值
        var k = 4*(i + j*W);
        //data值中的透明度
        if(imageData.data[k+3] > 0){
          //将透明度大于0的data中的红色值保存到dots数组中
          dots.push(k);
        }
      }
    }
    //40000 2336
    console.log(i*j,dots.length);
    //新建一个imageData,并将筛选后的粒子信息保存到新建的imageData中
    var oNewImage = cxt.createImageData(W,H);
    for(var i = 0; i < dots.length; i++){
      oNewImage.data[dots[i]+0] = imageData.data[dots[i]+0];
      oNewImage.data[dots[i]+1] = imageData.data[dots[i]+1];
      oNewImage.data[dots[i]+2] = imageData.data[dots[i]+2];
      oNewImage.data[dots[i]+3] = imageData.data[dots[i]+3];
    }
    return oNewImage;
  }
}
</script>  

  虽然结果看上去相同,但canvas2只使用了canvas1中40000个粒子中的2336个

 

相关文章

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

*
*
Website