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《每周一点canvas动画》——圆周运动
接《每周一点canvas动画》——波形运动

圆周运动可以分为两种基本的形式:正圆运动椭圆运动
在讲解圆周运动之前,必不可少的数学公式即将袭来。so,各位骚年们,请护好自己的膝盖。听不懂没关系,只要明白其中的原理就行。当然,能懂是最好的,这对后面学习高级动画是很有帮助的。好吧,废话少说直接上菜。

1.正圆运动

一般情况下,圆的直角坐标方程可以表示为:x2 y2=R2,根据此公式可以得出圆在直角坐标中的轨迹。也许,你会说这样就可以通过改变x,y的坐标位置让物体做圆周运动。但是,实际情况是这种方法并不可行。因为,你无法精确的计算出物体做圆周运动的每一个坐标位置。就算你成功计算出物体做圆周运动的精确坐标。OK!你可以想象那是多么大的工作量。所以,我们需要转变思路,让计算机去做这种精确的计算问题。

上图展示了从圆的函数表达式到圆的参数方程之间的转换过程。理解不理解都没有关系,总之你要明白,最终我们将 x, y 与 sin 和 cos 扯上关系了。而圆的参数方程就表示的是一个圆。这样我们想要让一个物体做圆周运动,就只需要让计算机自己去来计算每一帧物体所对应的坐标值。而我们所需要做的只是简单的改变θ值。有多简单呢,因为根据sin,cos函数的周期性只需要每一帧自增一个值或自减一个值。具体代码如下:

    window.onload = function(){               var canvas = document.getElementById('canvas'),                   context = canvas.getContext('2d');               var ball = new Ball();               var angle = 0, // 旋转的角度                   centerX = canvas.width/2,                   centerY = canvas.height/2,                   radius = 100, // 定义半径                   speed = 0.05; // 每帧旋转角度的增加值               (function drawFrame(){                   window.requestAnimationFrame(drawFrame, canvas);                   context.clearRect(0,0,canvas.width, canvas.height);                   //centerX, centerY 的作用是让球绕画布中心旋转                   ball.x = centerX   Math.sin(angle)*radius;                   ball.y = centerY   Math.cos(angle)*radius;                   //角度增加                   angle  = speed;                   ball.draw(context);               }());           }

效果图

ok,自己动手试试吧!看看是不是球体绕着画布中心做着圆周运动呢!这里我们需要的条件比较多 angle 和 Radius,在后面的章节中我们将介绍如何只通过 angle 就实现圆周运动。为了更容易理解,我劝你最好复习一下中学的知识,哈哈!!!

2.椭圆运动

椭圆和正圆的不同之处可以这样理解:正圆半径在x轴和y轴上的距离是相同的,都是Radius.而椭圆则是不同的,我们用a, b 表示。

具体到代码里,就是半径不同了呗!是不是so easy,上代码:

window.onload = function(){            var canvas = document.getElementById('canvas');            var context = canvas.getContext('2d');            var ball = new Ball();                        var centerX = canvas.width/2,                centerY = canvas.height/2,                angle = 0,                radiusX = 50,                radiusY = 100,                speed = 0.05;                            ball.x = centerX;                ball.y = centerY;                             context.fillStyle = "rgba(0,0,0,.01)";             (function drawFrame(){                window.requestAnimationFrame(drawFrame,canvas);                context.fillRect(0,0,canvas.width,canvas.height);                                //当radius的值相等时为圆周运动                //当radius的值不想等是为椭圆运动                ball.x = centerX   Math.sin(angle)*radiusX; //radiusX = 50                ball.y = centerY   Math.cos(angle)*radiusY; //radiusY = 100                angle  = speed;                                ball.draw(context);            })();        }

为了让椭圆的效果看起来更加明显,代替clearRect采用fillRect是小球的运动形成尾迹。

三、两点之间的距离

按理来说,连点之间的距离是不会用到三角函数的。但是,其实两点间的距离公式是可以通过勾股定理推出来的,所以这里直接就把他归到三角函数里。
这里就不画示意图了直接给你个公式好了(原谅我偷个懒),假设有两个点, a(x1, y1), b(x2, y2)。那么怎样求它们之间的距离呢!公式如下:

    dx = x2 - x1;    dy = y2 - y1;    distance = Math.sqrt(dx*dx   dy*dy); //这不就是勾股定理

这里给你个小的Demo,代码如下:

    <canvas id="canvas" width="500" height="500" style="background:#000;">           your browser not support canvas!       </canvas>       <p id="log"></p>       <script src="../js/utils.js"></script>       <script>       window.onload = function(){               var canvas = document.getElementById('canvas');               var log = document.getElementById('log');               var mouse = utils.captureMouse(canvas);               var context = canvas.getContext('2d');               //中心位置创建一个方块               var rect = {                   x:canvas.width/2,                   y:canvas.height/2               };               (function drawFrame(){                   window.requestAnimationFrame(drawFrame,canvas);                   context.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);                   var dx = mouse.x - rect.x;                   var dy = mouse.y - rect.y;                   var dis = Math.sqrt(dx*dx   dy*dy);                   //画方块                   context.fillStyle = '#ffffff';                   context.fillRect(rect.x-2,rect.y-2,4,4);                   //画线                   context.save();                   context.strokeStyle = '#ffffff';                   context.beginPath()                   context.moveTo(rect.x,rect.y);                   context.lineTo(mouse.x,mouse.y);                   context.closePath();                   context.stroke();                   context.restore();                   //显示距离                   log.style.left = (mouse.x   rect.x)/2   'px';                   log.style.top = (mouse.y   rect.y)/2   'px';                   log.innerHTML = dis;               })();           }    </script>

效果图

四、总结

    ## 角度旋转    dx = mouse.x - object.x;    dy = mouse.y - object.y;    object.rotation = Math.atan2(dy,dx)*180/Math.PI    ## 平滑运动       value = center   Math.sin(angle)*range;       angle  = speed;    ## 正圆运动       x_position = centerX   Math.sin(angle)*radius;       y_position = centerY   Math.cos(angle)*radius;       angle  = speed;    ## 椭圆运动       x_position = centerX   Math.cos(angle)*radiusX;       y_position = centerY   Math.sin(angle)*radiusY;       angle  = speed;    ##两点间距离    dx = x2 - x1;    dy = y2 - y1;    dist = Math.sqrt(dx*dx   dy*dy);
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