用HTML5中的Canvas结合公式绘制粒子运动的教程

最近想弄一个网页，把自己学HTML5过程中做的部分DEMO放上去做集合，但是，如果就仅仅做个网页把所有DEMO一个一个排列又觉得太难看了。就想，既然学了canvas，那就来折腾下浏览器，做个小小的开场动画吧。

开场动画的效果，想了一会，决定用粒子，因为觉得粒子比较好玩。还记得以前我写的第一篇技术博文，就是讲文字图片粒子化的：文字图片粒子化 ， 那时就仅仅做的是直线运动，顺便加了一点3D效果。运动公式很简单。所以就想这个开场动画就做的更动感一些吧。

先上DEMO：http://2.axescanvas.sinaapp.com/demoHome/index.html

效果是不是比直线的运动更加动感呢？而且也确实很简单，别忘了这篇博文的题目，小小滴公式，大大滴乐趣。要做出这样的效果，用的就仅仅是我们初中。。或者高中时候的物理知识，加速运动，减速运动的公式啦。所以确实是小小滴公式。楼主很喜欢折腾一些酷炫的东西，虽然可能平时工作上用不上，但是，这乐趣确实很让人着迷啊。而且，做下这些也可以加强一下编程的思维能力哈。

废话不多说，进入主题啦。就简单的解释一下原理吧~~~

粒子运动的核心代码就这么一点：
 

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1. update:function(time){   
2.             this.x += this.vx*time;   
3.             this.y += this.vy*time;   
4.     
5.             if(!this.globleDown&&this.y>0){   
6.                 var yc = this.toy - this.y;   
7.                 var xc = this.tox - this.x;   
8.     
9.                 this.jl = Math.sqrt(xc*xc+yc*yc);   
10.     
11.                 var za = 20;   
12.     
13.                 var ax = za*(xc/this.jl),   
14.                     ay = za*(yc/this.jl),   
15.                     vx = (this.vx+ax*time)*0.97,   
16.                     vy = (this.vy+ay*time)*0.97;   
17.     
18.                 this.vx = vx;   
19.                 this.vy = vy;   
20.     
21.             }else {   
22.                 var gravity = 9.8;   
23.                 var vy = this.vy+gravity*time;   
24.     
25.                 if(this.y>canvas.height){   
26.                     vy = -vy*0.7;   
27.                 }   
28.     
29.                 this.vy = vy;   
30.             }   
31.         },   

粒子总共有两种状态，一种是自由落体，一种就是受到吸力。自由落体就不说了。说吸力之前先贴出粒子的属性：
 

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1. var Dot = function(x,y,vx,vy,tox,toy,color){   
2.         this.x=x;   
3.         this.y=y;   
4.         this.vx=vx;   
5.         this.vy=vy;   
6.         this.nextox = tox;   
7.         this.nextoy = toy;   
8.         this.color = color;   
9.         this.visible = true;   
10.         this.globleDown = false;   
11.         this.setEnd(tox , toy);   
12.     }   
13.     
14. setEnd:function(tox , toy){   
15.              this.tox = tox;   
16.              this.toy = toy;   
17.              var yc = this.toy - this.y;   
18.              var xc = this.tox - this.x;   
19.         },   
20.   

x,y就是粒子的位置，vx是粒子水平速度，vy是粒子的垂直速度，nexttox之类知不知道都无所谓，只是暂时保存变量的。tox，和toy就是粒子的目的地位置。

首先，先给予所有粒子一个目的地，这个目的地下面再会说。也就是要粒子到达的地方，然后再定义一个变量za作为加速度，具体数值的话，就自己多测试下就会有大概参数的了，我设成20，感觉就差不多了。za是粒子和目的地之间连线的加速度，所以，我们通过粒子的位置和目的地的位置，通过简单的三角函数，就可以把粒子的水平加速度和垂直加速度求出来了，就这段
 

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1. var ax = za*(xc/this.jl),   
2.  ay = za*(yc/this.jl),     

有了水平加速度和垂直加速度后，接下来就更简单了，直接计算水平速度和垂直速度的增量，从而改变水平速度和垂直速度的值
 

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1. vx = (this.vx+ax*time)*0.97,   
2. vy = (this.vy+ay*time)*0.97;  

之所以要乘于0.97是为了模拟能量损耗，粒子才会减速。time是每一帧的时间差

计算出速度后就更新粒子位置就行了。
 

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1. this.x += this.vx*time;   
2. this.y += this.vy*time;  

因为粒子在飞行过程中，与目的地之间的连线方向是不停改变的，所以每一帧都要重新计算粒子的水平加速度和垂直加速度。

运动原理就是如此，是否很简单呢。

运动原理说完了，再扯一下上面那个动画的具体实现吧：动画初始化，在一个离屏canvas上把想要的字或者图片画出来，然后再通过getImageData这个方法获取离屏canvas的像素。然后用一个循环，把离屏canvas中有绘制的区域找出来，因为imageData里的data值就是一个rgba数组，所以我们判断最后一个的值也就是透明度大于128就是有绘制过的区域。然后获取该区域的xy值，为了防止粒子对象过多导致页面卡顿，所以我们就限制一下粒子的数量，取像素的时候x值和y值每次递增2，从而减少粒子数量。
 

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1. this.osCanvas = document.createElement("canvas");   
2.         var osCtx = this.osCanvas.getContext("2d");   
3.     
4.         this.osCanvas.width = 1000;   
5.         this.osCanvas.height = 150;   
6.     
7.         osCtx.textAlign = "center";   
8.         osCtx.textBaseline = "middle";   
9.         osCtx.font="70px 微软雅黑,黑体 bold";   
10.         osCtx.fillStyle = "#1D181F"  
11.         osCtx.fillText("WelCome" , this.osCanvas.width/2 , this.osCanvas.height/2-40);   
12.         osCtx.fillText("To wAxes' HOME" , this.osCanvas.width/2 , this.osCanvas.height/2+40);   
13.         var bigImageData = osCtx.getImageData(0,0,this.osCanvas.width,this.osCanvas.height);   
14.     
15.         dots = [];   
16.     
17.         for(var x=0;x<bigImageData.width;x+=2){   
18.             for(var y=0;y<bigImageData.height;y+=2){   
19.                 var i = (y*bigImageData.width + x)*4;   
20.                 if(bigImageData.data[i+3]>128){   
21.                     var dot = new Dot(   
22.                         Math.random()>0.5?Math.random()*20+10:Math.random()*20+canvas.width-40,   
23.                         -Math.random()*canvas.height*2,   
24.                         0,   
25.                         0,   
26.                         x+(canvas.width/2-this.osCanvas.width/2),   
27.                         y+(canvas.height/2-this.osCanvas.height/2),   
28.                         "rgba("+bigImageData.data[i]+","+bigImageData.data[i+1]+","+bigImageData.data[i+2]+",1)"   
29.                     );   
30.                     dot.setEnd(canvas.width/2,canvas.height/2)   
31.                     dots.push(dot);   
32.                 }   
33.             }   
34.         }   

通过循环获取到粒子的位置xy值后，把位置赋给粒子，成为粒子的目的地。然后动画开始，就可以做出文字图片粒子化的效果了。