canvas绘制运动的小球

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知乎的网页版登录界面的背景有很多运动的小球，小球和小球运动的时候之间还有连线，给人一种三维立体变换的效果，看着十分的不错，所以就试着做了个和知乎登录界面背景类似的效果，下面是我做好的效果的截图。

canvas绘制运动小球

实现思路

首先了解下canvas中的动画原理？canvas中的动画其实是通过不断的重绘来实现动起来的效果的，打个比方一个小球初始的时候在画布的X,Y坐标记作ball(x,y),然后每隔10毫秒更改小球的X,Y坐标为ball(x+5,y+5)(在当前X,Y坐标加5个像素) 并且清除整个画布，重新在画布上绘制更改坐标后小球，由于10毫秒非常的短，所有在视觉上给我们的感觉就是小球在不断运动着。canvas绘图的原理基本就是这样子。

1. 定义小球对象

    var ball = {
    	xPointer: 100, //小球初始x坐标
    	yPointer: 100, //小球初始y坐标
    	vx: 1, //x方向的速度
    	vy: 0.1, //y方向的速度
    	x: 1, //x轴运动方向（1表示正方向，-1表示反方向）
    	y: -1, //y轴运动方向
    	color: "blue", //小球颜色
    	radius: 10, //小球半径
    };
   TEXT

2. 生成小球
   demo中的小球有很多个，所以定义一个数组来装这些小球，小球的起始坐标、颜色、运动方向都不同所以这些值需要随机获取。

        var ballList = []; //小球数组
        var canvas,ctx;
        //生成多个小球
        function initBall() {
    	canvas=document.getElementById("canvas");
    	ctx=canvas.getContext("2d");
    		//循环生成60个小球
    		for (var i = 0; i < 60; i++) {
    		    // console.log(getIndex() + "   " + getIndex())
    		    var ball = {};
    		    ball.xPointer = getRandom(20, 980);//随机小球的X坐标
    		    ball.yPointer = getRandom(20, 340);//随机小球的y坐标
    		    ball.x = getIndex();//随机小球x轴运动方向
    		    ball.y = getIndex();//随机小球的y轴运动方向
    		    ball.vx = Math.random();//随机小球x轴方向速度
    		    ball.vy = Math.random();//随机小球y轴方向速度
    		    ball.radius = 9;//小球半径
    		    ball.color = "#" + ("00000" + ((Math.random() * 16777215 + 0.5) >> 0).toString(16)).slice(-6);//随机小球颜色
    		    ballList.push(ball);
    		}
        }
   
    		   //随机一个1或者-1的方法	
    		   function getIndex() {
    				var arr = [0, 1];
    				var index = Math.floor((Math.random() * arr.length));
    				if (index == 0) {
    				    index = -1;
    				}
    				return index;
    		    }
   
    		    //获取两数之间的一个随机数的方法
    		    function getRandom(first, last) {
    				var choice = last - first + 1;
    				return Math.floor(Math.random() * choice + first);
    		    }
   TEXT

3. 通过canvas绘制小球
   页面canvas标签

    	    <canvas id="canvas" width="1000" height="360" style='background-color: #EEEEEE;'></canvas>
   TEXT

   canvas绘制小球代码

    	function draw(ctx) {
    		ctx.clearRect(0, 0, 1000, 360);//绘制前先清除画布
    		for (var i = 0; i < ballList.length; i++) {
    		    ctx.save();
    		    ctx.beginPath();
    		    ctx.fillStyle = ballList[i].color;
    		    ctx.arc(ballList[i].xPointer, ballList[i].yPointer, ballList[i].radius, 0, Math.PI * 2, false);
    		    ctx.closePath();
    		    ctx.fill();
    		    ctx.restore();
    		}
    	}
   TEXT

4. 运动起来
   小球运动的过程中使用了简单的碰撞检测，每次到达画布的边缘就改变小球的运动方向

    	    //修改小球的状态，使小球动起来的方法
    	    function update(ballList, ctx) {
    		for (var i = 0; i < ballList.length; i++) {
    		    ballList[i].xPointer += ballList[i].vx * ballList[i].x;
    		    ballList[i].yPointer += ballList[i].vy * ballList[i].y;
    		    //碰撞检测 X轴方向
    		    if (ballList[i].xPointer + ballList[i].radius >= canvas.width || ballList[i].xPointer - ballList[i].radius <= 0) {
    				ballList[i].x = ballList[i].x * -1;
    		    }
    		    //碰撞检测 Y轴方向
    		    if (ballList[i].yPointer + ballList[i].radius >= canvas.height || ballList[i].yPointer - ballList[i].radius <= 0) {
    				ballList[i].y = ballList[i].y * -1;
    		    }
    		}
    	    }
   TEXT

5. 绘制小球和小球之间的连线

    	//小球之间连线
    	    function drawLine(ballList, ctx) {
    			for (var i = 0; i < ballList.length; i++) {
    				    for (var j = 0; j < ballList.length; j++) {
    						var xx = Math.pow((ballList[i].xPointer - ballList[j].xPointer), 2);
    						var yy = Math.pow((ballList[i].yPointer - ballList[j].yPointer), 2);
    						var zz = Math.sqrt(xx + yy);
    						//判断两个小球如果之间距离在20到100之间，就绘制一条直线
    						if (zz <= 100&&zz>=20) {
    							console.log(zz)
    						    ctx.save();
    						    ctx.beginPath();
    						    ctx.strokeStyle="#999999";
    						    ctx.lineWidth=0.1;
    						    // ctx.strokeStyle= "#" + ("00000" + ((Math.random() * 16777215 + 0.5) >> 0).toString(16)).slice(-6);
    						    ctx.moveTo(ballList[i].xPointer, ballList[i].yPointer);
    						    ctx.lineTo(ballList[j].xPointer,ballList[j].yPointer);
    						    ctx.closePath();
    						    ctx.stroke();
    						    ctx.restore();
    						}
    				   }
    			}
    	    }
   TEXT

6. 运行

    				(function(){
    
    				    initBall();//生成小球
    
    				    //计时器
    				    setInterval(function() {
    						// console.log(selectfrom(0, 600) + "         " + selectfrom(0, 600));
    						draw(ctx);//绘制
    						update(ballList, ctx);//修改小球状态
    						drawLine(ballList, ctx);//画线
    
    				    }, 24)
    
    				})();
   TEXT

其它

• 由于代码比较简单和少，也就没有做封装处理

• 通过修改小球的半径后得到了另一种不错的显示效果，如下图

修改小球半径后的效果

到此一个canvas小球运动效果的demo做完了，看着是不是有一种3d变换效果。

参考文档

canvas参考文档 canvas api