canvas绘制运动的小球

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。

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。

定义小球对象

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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
};

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。

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    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);
            }

通过canvas绘制小球 页面canvas标签

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

canvas绘制小球代码

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        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();
            }
        }

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

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        //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;
            }
        }
        }

绘制小球和小球之间的连线

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    //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();
                        }
                   }
            }
        }

运行

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                (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)

                })();

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

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

canvas绘制运动的小球

实现思路

其它

参考文档

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