绚丽的时钟效果学习总结
2016-01-23 15:59
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一、背景
本文是在学习慕课网的“绚丽的倒计时效果-canvas绘图与动画基础”后总结而成。每次变换就有对应的球掉落，成品效果图如下：
二、学习收获
以像素来构图的思路本例中以二维矩阵来显示每一个数字，使用一个7*10的点阵，1表明画圆，0不画，最后组成每个数字，组成的方式也值得学习，也还可以换其他风格的数字，字母等。
屏幕自适应处理
需做的工作：
a).在html、body、canvas中增加样式height:100%，
b).使用document.body的clientHeight和clientWidth方法取到body的宽高。
c).规划好左、右、上的空白比例，以此计算每个数字的起始显示位置和小球的半径。
由上可知，自适应的一种策略可以是：先以宏定义宽高，在某一个屏幕大小调好其他的效果后，最后根据需要的布局从外到内的计算具体的尺寸。
动画基础
setInterval(func,interval)方法定义定时器，每间隔interval调用func函数。
func函数中做两件事：一是重绘画布；二是更新数据，指定在重绘下一帧时使用的数据。
物理过程模拟
ball = {x:40,y:50,vx:4,vy:2,g:3}定义小球的起始位置x、y，水平和垂直vx、vy，垂直加速度g
每次更新数据时x = x + vx; y = y + vy; vy = vy + g;
碰撞检测：当x > height - radio 时，vy = - vy * a; //height为画布宽度，radio为球半径，a为系数，保证反弹后最大高度降低。
性能优化
在检测到水平方向球在屏幕外时，从balls数组中移除元素的方法，很是值得借鉴：
var avail = 0;
for(var i = 0; i < balls.length; i++){
if(balls[i].x > -circleRadius && balls[i].x < WINDOW_WIDTH + circleRadius){
balls[avail++] = balls[i];
}
}
从前向后检测，合法就移到数组前面，最后avail就是检测合格，需要保留的元素，之后可以使用：
while(balls.length > avail){
balls.pop();
}
调整数组，也可以简单的使用balls.length = avail 达到相同的缩减数组的效果。
原教程中对最终数组长度有这样的优化：取Math.max(400,avail); 400为某一实践值，但我觉得这样不好，会使动画不连续。
针对此处，有自己做过的一些改进：
原代码parseInt(Math.random()4) Math.pow(-1,parseInt(Math.random()*1000))的问题在于，使用的vx为从0开始的随机数，范围±4，这里会引入一个问题，请看如下分析：
假设球的水平速度均为v，画布宽度为w，因为每秒都会变换秒针，即使只考虑每秒只变一位数，每次只增加10+7=17个球，场内球数量达到平衡时总数有17*w/v个球
因为是随机，当v随到0或接近0时，场内球数仍为无穷大，所以即使将越界的球删除了，但球的个数还是会无限的增加下去，针对此情况，可将水平方向的数组这样设置：parseInt(3 + Math.random()4) Math.pow(-1,parseInt(Math.random()*1000))，此时速度范围为(-7,-3] 与[3,7)，正负只是决定了从左还是右出屏幕，速度的绝对值才是影响存在屏幕上的球数量的关键点，此时速度最小为3，即场上球数量最多为17*w/3,当然需要指出的是，这个数值不严谨，考虑到极端情况6位数字都变化，也只是在此数值上乘以6，数量级上相差不大，而且极端情况也不会一直发生。
canvas的api
此部分最重要的思想就是画图是分构思和执行两步的，strokeStyle,fillStyle,moveTo,lineTo,lineWidth，arc等都是在调整画笔的状态（位置，颜色，宽度，弧线），只有在stroke和fill方法使用后才是真正画到画布上。
beginPath、closePath、clearRact等方法则是清楚画笔之前的状态，避免画笔前后状态冲突的方法。
三、完整代码
附上最后可工作的代码：主体的Timer.html文件:
<!DOCTYPE html> <html style="height:98%;margin:0"> <head lang="en"> <meta charset="UTF-8"> <title>Timer</title> </head> <body style="height:100%"> <canvas id="canvas" style="height:100%;margin:0"> 浏览器不支持canvas </canvas> </body > <script type="text/javascript" src="digit.js"></script> <script type="text/javascript" src="timer.js"></script> </html>
用于表示0-9以及冒号的点阵数据digit.js：
var digit = [ [ //0 [0, 0, 1, 1, 1, 0, 0], [0, 1, 1, 0, 1, 1, 0], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 0, 1, 1, 0], [0, 0, 1, 1, 1, 0, 0] ],[ //1 [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 1, 1, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1] ],[ //2 [0, 1, 1, 1, 1, 1, 0], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0], [0, 1, 1, 0, 0, 0, 0], [1, 1, 0, 0, 0, 0, 0], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1] ],[ //3 [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 1, 1, 0, 0] ],[ //4 [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 1, 0], [0, 0, 1, 1, 1, 1, 0], [0, 1, 1, 0, 1, 1, 0], [1, 1, 0, 0, 1, 1, 0], [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 1, 1] ],[ //5 [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 0, 0], [1, 1, 0, 0, 0, 0, 0], [1, 1, 1, 1, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 1, 1, 1, 0] ],[ //6 [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 1, 1, 0, 0, 0, 0], [1, 1, 0, 0, 0, 0, 0], [1, 1, 0, 1, 1, 1, 0], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 1, 1, 1, 0] ],[ //7 [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 0, 0, 1, 0, 0, 0], [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0], [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0], [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0], [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0], [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0] ],[ //8 [0, 1, 1, 1, 1, 1, 0], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 1, 1, 1, 0], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 1, 1, 1, 0], ],[ //9 [0, 1, 1, 1, 1, 1, 0], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [1, 1, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 1, 1, 1, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 1], [0, 0, 0, 0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 1, 1, 0, 0], [0, 1, 1, 0, 0, 0, 0] ],[ //: [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 1, 1, 0], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 1, 1, 0], [0, 1, 1, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0] ] ];
最后是主要的画图逻辑timer.js
var WINDOW_WIDTH = 1024;
var WINDOW_HEIGHT = 768;
var BASE_LEFT = 50;
var BASE_TOP = 50;
var circleRadius = 7;
const endTime = new Date(2016,0,23,23,05,00);
var currShowTimeSeconds = 0;
var balls =[];
var color = ['#C34EAB','#6C4E8A','#D6F86D','#7CF82F','#F73485','#6ACAE5','#F4CAD9','#4D085E','#ED977F','#CEE5DD'];
window.onload = function () {
WINDOW_HEIGHT = document.body.clientHeight;
WINDOW_WIDTH = document.body.clientWidth;
BASE_LEFT = Math.round(WINDOW_WIDTH / 10);
circleRadius = Math.round(WINDOW_WIDTH * 4 / 5 / 108) - 1;
BASE_TOP = Math.round(WINDOW_HEIGHT / 5);
var canvas = document.getElementById('canvas');
canvas.width = WINDOW_WIDTH;
canvas.height = WINDOW_HEIGHT;
var context = canvas.getContext('2d');
currShowTimeSeconds = getCurrShowTimeSeconds();
setInterval(function(){
drawTime(context)
bda2
;
update();
},50);
drawTime(context);
}
function update(){
var nextShowTimeSeconds = getCurrShowTimeSeconds();
var nextHour = parseInt(nextShowTimeSeconds / 3600);
var nextMinuter = parseInt((nextShowTimeSeconds - nextHour * 3600) / 60);
var nextSecond = parseInt(nextShowTimeSeconds % 60);
var hour = parseInt(currShowTimeSeconds / 3600);
var minuter = parseInt((currShowTimeSeconds - hour * 3600)/60);
var second = parseInt(currShowTimeSeconds % 60);
if(second != nextSecond){
currShowTimeSeconds = nextShowTimeSeconds;
if(parseInt(nextHour / 10) != parseInt(hour / 10)){
addBalls(BASE_LEFT,BASE_TOP,parseInt(nextHour / 10));
}
if(parseInt(nextHour % 10) != parseInt(hour % 10)){
addBalls( BASE_LEFT + 15 * (circleRadius + 1),BASE_TOP,parseInt(nextHour % 10));
}
if(parseInt(nextMinuter / 10) != parseInt(minuter / 10)){
addBalls(BASE_LEFT + 39 * (circleRadius + 1),BASE_TOP,parseInt(nextMinuter / 10));
}
if(parseInt(nextMinuter % 10) != parseInt(minuter % 10)){
addBalls(BASE_LEFT + 54 * (circleRadius + 1),BASE_TOP,parseInt(nextMinuter % 10));
}
if(parseInt(nextSecond / 10) != parseInt(second / 10)){
addBalls(BASE_LEFT + 78 * (circleRadius + 1),BASE_TOP,parseInt(nextSecond / 10));
}
if(parseInt(nextSecond % 10) != parseInt(second % 10)){
addBalls(BASE_LEFT + 93 * (circleRadius + 1),BASE_TOP,parseInt(nextSecond % 10));
}
}
for(var i = 0; i < balls.length; i++){
balls[i].x += balls[i].vx;
balls[i].y += balls[i].vy;
balls[i].vy +=balls[i].g;
if(balls[i].y > WINDOW_HEIGHT - circleRadius){
balls[i].y = WINDOW_HEIGHT - circleRadius;
balls[i].vy = -balls[i].vy * 0.7;
}
}
var avail = 0;
for(var i = 0; i < balls.length; i++){
if(balls[i].x > -circleRadius && balls[i].x < WINDOW_WIDTH + circleRadius){
balls[avail++] = balls[i];
}
}
while(balls.length > avail){
balls.pop();
}
console.log(balls.length);
}
function addBalls(left,top,num){
for(var i = 0; i < digit[num].length; i++){
for(var j = 0; j < digit[num].length; j++){
if(digit[num][i][j]){
var aBall = {
x:left + 2 * j * (circleRadius + 1) + circleRadius + 1,
y:top + 2 * i * (circleRadius + 1) + circleRadius + 1,
vx:parseInt(4 + Math.random()*4) * Math.pow(-1,parseInt(Math.random()*1000)),
vy:-4,
g:3 + parseInt(Math.random()*4-2),
color:color[parseInt(Math.random() * color.length)]
}
balls.push(aBall);
}
}
}
}
function getCurrShowTimeSeconds(){
var currTime = new Date();
// 此段为倒计时功能
// var period = (endTime.getTime() - currTime.getTime())/1000;
// period = Math.round(period);
// return period > 0 ? period : 0;
var result = currTime.getHours()*3600 + currTime.getMinutes()*60 +currTime.getSeconds();
return result;
}
function drawTime(ctx){
ctx.clearRect(0,0,WINDOW_WIDTH,WINDOW_HEIGHT); //刷新画布区域
var hour = parseInt(currShowTimeSeconds / 3600);
var minuter = parseInt((currShowTimeSeconds - hour * 3600)/60);
var second = parseInt(currShowTimeSeconds % 60);
drawDigit(parseInt(hour / 10), BASE_LEFT, BASE_TOP, ctx);
drawDigit(parseInt(hour % 10), BASE_LEFT + 15 * (circleRadius + 1), BASE_TOP, ctx);
drawDigit(10, BASE_LEFT + 30 * (circleRadius + 1), BASE_TOP, ctx);
drawDigit(parseInt(minuter / 10), BASE_LEFT + 39 * (circleRadius + 1), BASE_TOP, ctx);
drawDigit(parseInt(minuter % 10), BASE_LEFT + 54 * (circleRadius + 1), BASE_TOP, ctx);
drawDigit(10, BASE_LEFT + 69 * (circleRadius + 1), BASE_TOP, ctx);
drawDigit(parseInt(second / 10), BASE_LEFT + 78 * (circleRadius + 1), BASE_TOP, ctx);
drawDigit(parseInt(second % 10), BASE_LEFT + 93 * (circleRadius + 1), BASE_TOP, ctx);
for(var i = 0; i < balls.length; i++){
ctx.beginPath();
ctx.fillStyle = balls[i].color;
ctx.arc(balls[i].x,balls[i].y,circleRadius,0,2 * Math.PI,true);
ctx.fill();
}
}
function drawDigit(num,x,y,ctx){
var digitMatrix = digit[num];
ctx.fillStyle = "#5F4EE9";
for(var i = 0; i < digitMatrix.length; i++){
for(var j = 0; j<digitMatrix[i].length; j++){
if(digitMatrix[i][j]){
ctx.beginPath();
var cx = x + 2 * j * (circleRadius + 1) + circleRadius + 1;
var cy = y + 2 * i * (circleRadius + 1) + circleRadius + 1;
ctx.arc(cx, cy, circleRadius, 0, 2 * Math.PI, true,ctx);
ctx.closePath();
ctx.fill();
}
}
}
}
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