前端练习小项目 —— 养一只电子蜘蛛

秋shy

38100人浏览 · 2024-09-09 19:12:49

秋shy · 2024-09-09 19:12:49 发布

前言：在学习完JavaScript之后，我们就可以使用JavaScript来实现一下好玩的效果了，本篇文章讲解的是如何纯使用JavaScript来实现一个网页中的电子蜘蛛。

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在开始学习如何编写一个网页蜘蛛之前，先让我们看一下这个电子蜘蛛长什么样：

——我们可以看到，其会跟随着我们的鼠标进行移动，那么我们如何实现这样的效果呢？接下来让我们开始讲解。

1.HTML代码

我们的html代码十分的简单，就是创建一个画布，而我们接下来的操作，都是在此上边进行操作的：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>秋刀鱼不做梦</title>
    <!-- 引入外部的JavaScript文件 -->
    <script src="./test.js"></script>
    <style>
        /* 移除body的默认外边距和内边距 */
        body {
            margin: 0px;
            padding: 0px;
            position: fixed;
            /* 设置网页背景颜色为黑色 */
            background: rgb(0, 0, 0);
        }
    </style>
</head>

<body>
    <!-- 创建一个画布用于图形绘制 -->
    <canvas id="canvas"></canvas>
</body>

</html>

可以看到我们的HTML代码非常的简单，接下来让我们开始在其上边进行操作！

2.JavaScript代码

在开始编写JavaScript代码之前，先让我们理清一下思路：

总体流程

页面加载时，canvas 元素和绘图上下文初始化。

定义触手对象，每条触手由多个段组成。

监听鼠标移动事件，实时更新鼠标的位置。

通过动画循环绘制触手，触手根据鼠标的位置动态变化，形成流畅的动画效果。

大致的流程就是上边的步骤，但是我相信读者在没用自己完成此代码的编写之前，可能不能理解上边的流程，不过没关系，现在让我们开始我们的网页小蜘蛛的编写：

写在前面：为了让读者可以更好的理解代码的逻辑，我们给没一句代码都加上了注释，希望读者可以根据注释的帮助一点一点的理解代码：

JavaScript代码：

// 定义requestAnimFrame函数
window.requestAnimFrame = function () {
    // 检查浏览器是否支持requestAnimFrame函数
    return (
        window.requestAnimationFrame ||
        window.webkitRequestAnimationFrame ||
        window.mozRequestAnimationFrame ||
        window.oRequestAnimationFrame ||
        window.msRequestAnimationFrame ||
        // 如果所有这些选项都不可用，使用设置超时来调用回调函数
        function (callback) {
            window.setTimeout(callback)
        }
    )
}

// 初始化函数，用于获取canvas元素并返回相关信息
function init(elemid) {
    // 获取canvas元素
    let canvas = document.getElementById(elemid)
    // 获取2d绘图上下文,这里d是小写的
    c = canvas.getContext('2d')
    // 设置canvas的宽度为窗口内宽度，高度为窗口内高度
    w = (canvas.width = window.innerWidth)
    h = (canvas.height = window.innerHeight)
    // 设置填充样式为半透明黑
    c.fillStyle = "rgba(30,30,30,1)"
    // 使用填充样式填充整个canvas
    c.fillRect(0, 0, w, h)
    // 返回绘图上下文和canvas元素
    return { c: c, canvas: canvas }
}

// 等待页面加载完成后执行函数
window.onload = function () {
    // 获取绘图上下文和canvas元素
    let c = init("canvas").c,
        canvas = init("canvas").canvas,
        // 设置canvas的宽度为窗口内宽度，高度为窗口内高度
        w = (canvas.width = window.innerWidth),
        h = (canvas.height = window.innerHeight),
        // 初始化鼠标对象
        mouse = { x: false, y: false },
        last_mouse = {}

    // 定义计算两点距离的函数
    function dist(p1x, p1y, p2x, p2y) {
        return Math.sqrt(Math.pow(p2x - p1x, 2) + Math.pow(p2y - p1y, 2))
    }

    // 定义 segment 类
    class segment {
        // 构造函数，用于初始化 segment 对象
        constructor(parent, l, a, first) {
            // 如果是第一条触手段，则位置坐标为触手顶部位置
            // 否则位置坐标为上一个segment对象的nextPos坐标
            this.first = first
            if (first) {
                this.pos = {
                    x: parent.x,
                    y: parent.y,
                }
            } else {
                this.pos = {
                    x: parent.nextPos.x,
                    y: parent.nextPos.y,
                }
            }
            // 设置segment的长度和角度
            this.l = l
            this.ang = a
            // 计算下一个segment的坐标位置
            this.nextPos = {
                x: this.pos.x + this.l * Math.cos(this.ang),
                y: this.pos.y + this.l * Math.sin(this.ang),
            }
        }
        // 更新segment位置的方法
        update(t) {
            // 计算segment与目标点的角度
            this.ang = Math.atan2(t.y - this.pos.y, t.x - this.pos.x)
            // 根据目标点和角度更新位置坐标
            this.pos.x = t.x + this.l * Math.cos(this.ang - Math.PI)
            this.pos.y = t.y + this.l * Math.sin(this.ang - Math.PI)
            // 根据新的位置坐标更新nextPos坐标
            this.nextPos.x = this.pos.x + this.l * Math.cos(this.ang)
            this.nextPos.y = this.pos.y + this.l * Math.sin(this.ang)
        }
        // 将 segment 回执回初始位置的方法
        fallback(t) {
            // 将位置坐标设置为目标点坐标
            this.pos.x = t.x
            this.pos.y = t.y
            this.nextPos.x = this.pos.x + this.l * Math.cos(this.ang)
            this.nextPos.y = this.pos.y + this.l * Math.sin(this.ang)
        }
        show() {
            c.lineTo(this.nextPos.x, this.nextPos.y)
        }
    }

    // 定义 tentacle 类
    class tentacle {
        // 构造函数，用于初始化 tentacle 对象
        constructor(x, y, l, n, a) {
            // 设置触手的顶部位置坐标
            this.x = x
            this.y = y
            // 设置触手的长度
            this.l = l
            // 设置触手的段数
            this.n = n
            // 初始化触手的目标点对象
            this.t = {}
            // 设置触手的随机移动参数
            this.rand = Math.random()
            // 创建触手的第一条段
            this.segments = [new segment(this, this.l / this.n, 0, true)]
            // 创建其他的段
            for (let i = 1; i < this.n; i++) {
                this.segments.push(
                    new segment(this.segments[i - 1], this.l / this.n, 0, false)
                )
            }
        }
        // 移动触手到目标点的方法
        move(last_target, target) {
            // 计算触手顶部与目标点的角度
            this.angle = Math.atan2(target.y - this.y, target.x - this.x)
            // 计算触手的距离参数
            this.dt = dist(last_target.x, last_target.y, target.x, target.y)
            // 计算触手的目标点坐标
            this.t = {
                x: target.x - 0.8 * this.dt * Math.cos(this.angle),
                y: target.y - 0.8 * this.dt * Math.sin(this.angle)
            }
            // 如果计算出了目标点，则更新最后一个segment对象的位置坐标
            // 否则，更新最后一个segment对象的位置坐标为目标点坐标
            if (this.t.x) {
                this.segments[this.n - 1].update(this.t)
            } else {
                this.segments[this.n - 1].update(target)
            }
            // 遍历所有segment对象，更新它们的位置坐标
            for (let i = this.n - 2; i >= 0; i--) {
                this.segments[i].update(this.segments[i + 1].pos)
            }
            if (
                dist(this.x, this.y, target.x, target.y) <=
                this.l + dist(last_target.x, last_target.y, target.x, target.y)
            ) {
                this.segments[0].fallback({ x: this.x, y: this.y })
                for (let i = 1; i < this.n; i++) {
                    this.segments[i].fallback(this.segments[i - 1].nextPos)
                }
            }
        }
        show(target) {
            // 如果触手与目标点的距离小于触手的长度，则回执触手
            if (dist(this.x, this.y, target.x, target.y) <= this.l) {
                // 设置全局合成操作为lighter
                c.globalCompositeOperation = "lighter"
                // 开始新路径
                c.beginPath()
                // 从触手起始位置开始绘制线条
                c.moveTo(this.x, this.y)
                // 遍历所有的segment对象，并使用他们的show方法回执线条
                for (let i = 0; i < this.n; i++) {
                    this.segments[i].show()
                }
                // 设置线条样式
                c.strokeStyle = "hsl(" + (this.rand * 60 + 180) +
                    ",100%," + (this.rand * 60 + 25) + "%)"
                // 设置线条宽度
                c.lineWidth = this.rand * 2
                // 设置线条端点样式
                c.lineCap = "round"
                // 设置线条连接处样式
                c.lineJoin = "round"
                // 绘制线条
                c.stroke()
                // 设置全局合成操作为“source-over”
                c.globalCompositeOperation = "source-over"
            }
        }
        // 绘制触手的圆形头的方法
        show2(target) {
            // 开始新路径
            c.beginPath()
            // 如果触手与目标点的距离小于触手的长度，则回执白色的圆形
            // 否则绘制青色的圆形
            if (dist(this.x, this.y, target.x, target.y) <= this.l) {
                c.arc(this.x, this.y, 2 * this.rand + 1, 0, 2 * Math.PI)
                c.fillStyle = "whith"
            } else {
                c.arc(this.x, this.y, this.rand * 2, 0, 2 * Math.PI)
                c.fillStyle = "darkcyan"
            }
            // 填充圆形
            c.fill()
        }
    }
    // 初始化变量
    let maxl = 400,//触手的最大长度
        minl = 50,//触手的最小长度
        n = 30,//触手的段数
        numt = 600,//触手的数量
        tent = [],//触手的数组
        clicked = false,//鼠标是否被按下
        target = { x: 0, y: 0 }, //触手的目标点
        last_target = {},//上一个触手的目标点
        t = 0,//当前时间
        q = 10;//触手每次移动的步长

    // 创建触手对象
    for (let i = 0; i < numt; i++) {
        tent.push(
            new tentacle(
                Math.random() * w,//触手的横坐标
                Math.random() * h,//触手的纵坐标
                Math.random() * (maxl - minl) + minl,//触手的长度
                n,//触手的段数
                Math.random() * 2 * Math.PI,//触手的角度
            )
        )
    }
    // 绘制图像的方法
    function draw() {
        // 如果鼠标移动，则计算触手的目标点与当前点的偏差
        if (mouse.x) {
            target.errx = mouse.x - target.x
            target.erry = mouse.y - target.y
        } else {
            // 否则，计算触手的目标点的横坐标
            target.errx =
                w / 2 +
                ((h / 2 - q) * Math.sqrt(2) * Math.cos(t)) /
                (Math.pow(Math.sin(t), 2) + 1) -
                target.x;
            target.erry =
                h / 2 +
                ((h / 2 - q) * Math.sqrt(2) * Math.cos(t) * Math.sin(t)) /
                (Math.pow(Math.sin(t), 2) + 1) -
                target.y;
        }

        // 更新触手的目标点坐标
        target.x += target.errx / 10
        target.y += target.erry / 10

        // 更新时间
        t += 0.01;

        // 绘制触手的目标点
        c.beginPath();
        c.arc(
            target.x,
            target.y,
            dist(last_target.x, last_target.y, target.x, target.y) + 5,
            0,
            2 * Math.PI
        );
        c.fillStyle = "hsl(210,100%,80%)"
        c.fill();

        // 绘制所有触手的中心点
        for (i = 0; i < numt; i++) {
            tent[i].move(last_target, target)
            tent[i].show2(target)
        }
        // 绘制所有触手
        for (i = 0; i < numt; i++) {
            tent[i].show(target)
        }
        // 更新上一个触手的目标点坐标
        last_target.x = target.x
        last_target.y = target.y
    }
    // 循环执行绘制动画的函数
    function loop() {
        // 使用requestAnimFrame函数循环执行
        window.requestAnimFrame(loop)

        // 清空canvas
        c.clearRect(0, 0, w, h)

        // 绘制动画
        draw()
    }

    // 监听窗口大小改变事件
    window.addEventListener("resize", function () {
        // 重置canvas的大小
        w = canvas.width = window.innerWidth
        w = canvas.height = window.innerHeight

        // 循环执行回执动画的函数
        loop()
    })

    // 循环执行回执动画的函数
    loop()
    // 使用setInterval函数循环
    setInterval(loop, 1000 / 60)

    // 监听鼠标移动事件
    canvas.addEventListener("mousemove", function (e) {
        // 记录上一次的鼠标位置
        last_mouse.x = mouse.x
        last_mouse.y = mouse.y

        // 更新点前的鼠标位置
        mouse.x = e.pageX - this.offsetLeft
        mouse.y = e.pageY - this.offsetTop
    }, false)

    // 监听鼠标离开事件
    canvas.addEventListener("mouseleave", function (e) {
        // 将mouse设为false
        mouse.x = false
        mouse.y = false
    })
}

这里我们在大致的梳理一下上述代码的流程：

1. 初始化阶段

init 函数：当页面加载时，init 函数被调用，获取 canvas 元素并设置其宽高为窗口的大小。获取到的 2D 绘图上下文（context）用于后续绘制。
window.onload：页面加载完成后，初始化 canvas 和 context，并设置鼠标初始状态。

2. 触手对象的定义

segment 类：这是触手的一段，每个段有起始点（pos）、长度（l）、角度（ang），并通过角度计算出下一段的位置（nextPos）。
tentacle 类：代表完整的触手，由若干个 segment 组成。触手的起始点在屏幕中心，并且每个触手包含多个段。tentacle 的主要方法有：
move：根据鼠标位置更新每一段的位置。
show：绘制触手的路径。

3. 事件监听

canvas.addEventListener("mousemove", ...)：当鼠标移动时，捕捉鼠标的位置并存储在 mouse 变量中。每次鼠标移动会更新 mouse 和 last_mouse 的坐标，用于后续的动画。

4. 动画循环

draw 函数：这是一个递归的函数，用于创建动画效果。
首先，它会在每一帧中为画布填充半透明背景，使得之前绘制的内容逐渐消失，产生拖影效果。
然后，遍历所有触手（tentacles），调用它们的 move 和 show 方法，更新位置并绘制每一帧。
最后，使用 requestAnimFrame(draw) 不断递归调用 draw，形成一个动画循环。