利用JavaScript和Canvas开荒娱乐之认知Canvas

[Canvas前端游戏开发]——FlappyBird详解

2016/01/03 · HTML5 ·
Canvas

原文出处: xingoo   

一直想自己做点小东西,直到最近看了本《HTML5游戏开发》,才了解游戏开发中的一点点入门知识。

本篇就针对学习的几个样例,自己动手实践,做了个FlappyBird,源码共享在度盘 ;也可以参考github,里面有更多的游戏样例。

3、通过Canvas元素实现高级图像操作

1、认识一下Canvas

游戏截图

图片 1

图片 2

HTML5之Canvas

Canvas是Html5中用于绘图的元素,它可以绘制各种图形,比如长方形,多边形,圆形等等。如果想要了解Canvas的使用可以参考:

 

//如果想要使用canvas,首先需要获得上下文对象: ctx =
document.getElementById(‘canvas’).getContext(‘2d’);
//然后使用这个ctx绘制图形

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//如果想要使用canvas,首先需要获得上下文对象:
ctx = document.getElementById(‘canvas’).getContext(‘2d’);
//然后使用这个ctx绘制图形

在cavas每个绘制都是独立的操作。比如下图的两个绘制图形,第二个会以覆盖的形式绘制,因此绘制图形的顺序就显得十分重要了。

图片 3

这篇文章将带领大家学习使用JavaScript和Canvas元素操作图像了几种不同的方式,这些方式在Canvas元素出现之前是不可能的事儿。

Canvas元素以及JavaScript引擎中新增的一些特性,让Web开发人员不必借助第三方插件,即可设计开发出精细且具有交互性的2D网页。这篇文章就向大家介绍一下Canvas元素,以及它的一些可能的用途。

canvas之drawImage()

本篇的游戏开发中,主要使用的是依据图片绘制的api:drawImage(),它有两个基本的使用方法:

ctx.drawImage(image,this.bx,this.by,this.bwidth,this.bheight);
ctx.drawImage(image,x,y,width,height,this.px,this.py,this.pwidth,this.pheight);

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ctx.drawImage(image,this.bx,this.by,this.bwidth,this.bheight);
ctx.drawImage(image,x,y,width,height,this.px,this.py,this.pwidth,this.pheight);

第一个api中,指定Image对象,然后给出绘制图片的x,y坐标以及宽度和高度即可。

第二个api中,第一组x,y,width,height则指定了裁剪图片的坐标尺寸,这在使用多元素的矢量图时很常用。比如:

图片 4

上面的图片中为了减少图片资源的请求数量,把很多的元素放在了一个图片中,此时就需要通过裁剪的方式,获取指定的图片元素。

上一篇文章演示了如何利用Canvas实现一个基本的图像动画。那个例子很简单,同样的效果通过修改IMG或DIV等标准HTML元素的一些属性,照样也可以轻易实现。下面我们就来演示一下画布元素的高级应用,展示一下它的真正威力。

JavaScript与Canvas元素

FlappyBird原理解析

其实这个游戏很简单,一张图就可以看懂其中的奥妙:

图片 5

其中背景和地面是不动的。

小鸟只有上和下两个动作,可以通过控制小鸟的y坐标实现。

上下的管子只会向左移动,为了简单实现,游戏中一个画面仅仅会出现一对管子,这样当管子移出左边的背景框,就自动把管子放在最右边!

if(up_pipe.px+up_pipe.pwidth>0){ up_pipe.px -= velocity;
down_pipe.px -= velocity; }else{ up_pipe.px = 400; down_pipe.px =
400; up_pipe.pheight = 100+Math.random()*200; down_pipe.py =
up_pipe.pheight+pipe_height; down_pipe.pheight = 600-down_pipe.py;
isScore = true; }

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if(up_pipe.px+up_pipe.pwidth>0){
                up_pipe.px -= velocity;
                down_pipe.px -= velocity;
            }else{
                up_pipe.px = 400;
                down_pipe.px = 400;
                up_pipe.pheight = 100+Math.random()*200;
                down_pipe.py = up_pipe.pheight+pipe_height;
                down_pipe.pheight = 600-down_pipe.py;
                isScore = true;
            }

很简单吧!

由于该游戏一共就这几个元素,因此把他们都放入一个Objects数组中,通过setInteral()方法,在一定间隔时间内,执行一次重绘

重绘的时候会先清除画面中的所有元素,然后按照新的元素的坐标一次绘制图形,这样就会出现移动的效果。

首先,还是准备一个HTML页面。

HTML是为创建静态页面而生的。HTML所能实现的动态效果,也仅限于显示GIF动画和闪烁的文本。JavaScript改变了这一切,通过它能够动态修改网页。今天,很多Web服务都利用AJAX来创建网页,为用户提供更加流畅的体验,也超越了标准HTML页面中常见的“点击-重新加载-点击”式的交互模式。

模拟小鸟重力

由于这个游戏不涉及小鸟横向的运动,因此只要模拟出小鸟下落的动作以及上升的动作就可以了。

图片 6

上升:这个很简单,只要把小鸟的y坐标减去一定的值就可以了

下落:其实重力不需要使用gt^2来模拟,可以简单的指定两个变量,v1和gravity,这两个变量与setInterval()中的时间共同作用,就能模拟重力。

ver2 = ver1+gravity; bird.by += (ver2+ver1)*0.5;

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ver2 = ver1+gravity;
bird.by += (ver2+ver1)*0.5;
  <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN">   <html lang="en">      <head>         <title>JavaScript Platformer 2</title>         <script type="text/javascript" src="jsplatformer2.js"></script>         <style type="text/css">            body { font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;}         </style>      </head>     <body>        <p>           <a href="http://www.brighthub.com/internet/web-development/articles/38364.aspx">              Game Development with Javascript and the canvas element           </a>        </p>        <canvas id="canvas" width="600" height="400">           <p>Your browser does not support the canvas element.</p>        </canvas>        <br />        <button onclick="currentFunction=alpha;">Change Alpha</button>        <button onclick="currentFunction=shear;">Shear</button>        <button onclick="currentFunction=scale;">Scale</button>        <button onclick="currentFunction=rotate;">Rotate</button>     </body>  </html> 

然而,JavaScript的某些功能会受到其宿主浏览器的制约。尽管可以在网页中创建和修改任何元素,但JavaScript不能(轻易地)让浏览器显示一种新对象。通过JavaScript修改文本、插入图像或者缩放表格都很容易,因为这些对象本来就是HTML所支持的。如果你想再玩得刺激一点,比如写一个网页游戏,怎么办?那恐怕就得苦心积虑地改变标准HTML元素的用途,克服种种不测才能达到目的。要么,你就得求助于Flash或Silverlight这样的插件。

碰撞检测

游戏中小鸟碰到管子或者地面都会算游戏结束:

图片 7

其中条件1上管道的检测为:

((bird.bx+bird.bwidth>up_pipe.px)&&(bird.by>up_pipe.py)&&(bird.bx+bird.bwidth<up_pipe.px+up_pipe.pwidth)&&(bird.by<up_pipe.py+up_pipe.pheight))||
((bird.bx+bird.bwidth>up_pipe.px)&&(bird.by>up_pipe.py)&&(bird.bx+bird.bwidth<up_pipe.px+up_pipe.pwidth)&&(bird.by<up_pipe.py+up_pipe.pheight))

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((bird.bx+bird.bwidth>up_pipe.px)&&(bird.by>up_pipe.py)&&(bird.bx+bird.bwidth<up_pipe.px+up_pipe.pwidth)&&(bird.by<up_pipe.py+up_pipe.pheight))||
((bird.bx+bird.bwidth>up_pipe.px)&&(bird.by>up_pipe.py)&&(bird.bx+bird.bwidth<up_pipe.px+up_pipe.pwidth)&&(bird.by<up_pipe.py+up_pipe.pheight))

条件2下管道的检测为:

((bird.bx>down_pipe.px)&&(bird.by>down_pipe.py)&&(bird.bx<down_pipe.px+down_pipe.pwidth)&&(bird.by<down_pipe.py+down_pipe.pheight))||
((bird.bx>down_pipe.px)&&(bird.by+bird.bheight>down_pipe.py)&&(bird.bx<down_pipe.px+down_pipe.pwidth)&&(bird.by+bird.bheight<down_pipe.py+down_pipe.pheight))

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((bird.bx>down_pipe.px)&&(bird.by>down_pipe.py)&&(bird.bx<down_pipe.px+down_pipe.pwidth)&&(bird.by<down_pipe.py+down_pipe.pheight))||
((bird.bx>down_pipe.px)&&(bird.by+bird.bheight>down_pipe.py)&&(bird.bx<down_pipe.px+down_pipe.pwidth)&&(bird.by+bird.bheight<down_pipe.py+down_pipe.pheight))

条件3地面的检测最简单,为:

bird.by+bird.bheight>ground.bgy

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bird.by+bird.bheight>ground.bgy

如果满足这三个条件,就算游戏结束,会清除循环以及提示游戏结束信息。

与上个一例子的HTML页面相比,唯一的区别就是添加了一些按钮。单击这些按钮,就会设置currentFunction变量(稍后介绍)的值,用以改变在渲染循环中运行的函数。

Canvas元素登场了。这个新HTML元素为JavaScript开发者提供了一种无需插件即可在网页中直接绘图的机制。Canvas元素最早是由苹果公司在其WebKit框架中引入的,Safari浏览器和Dashboard微件都在使用。Canvas元素现在也被建议加入了HTML5规范,得到了最新的Chrome、Firefox、Opera以及Konqueror等浏览器的支持。Internet
Explorer(至少在IE8之前)还不支持Canvas,但ExplorerCanvas项目倒是为IE提供了与Canvas元素类似的功能。

分数计算

分数的计算与碰撞检测类似,设置一个开关,当管子重新出现时,设置为true。当分值加1时,设置为false。

小鸟的最左边的x坐标如果超出了管子的x+width,就认为成功通过。

if(isScore && bird.bx>up_pipe.px+up_pipe.pwidth){ score += 1;
isScore = false; if(score>0 && score%10 === 0){ velocity++; } }

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if(isScore && bird.bx>up_pipe.px+up_pipe.pwidth){
                score += 1;
                isScore = false;
                if(score>0 && score%10 === 0){
                    velocity++;
                }
            }

通过后,分值加1,速度+1。

以下是 jsplatformer2.js 的代码。

Canvas元素对做过2D图形编程的人是小菜一碟。可以在这个元素上画线、画各种形状、画渐变,甚至可以利用与其他2D
API中类似的函数来修改其中的每一个像素。得益于Chrome的V8、Firefox的SpiderMonkey以及Safari的Nitro等最新JavaScript引擎的性能,创建精细且具有交互性的Web应用已经完全没有问题。

全部源码

<!DOCTYPE html> <html> <head> <title>Flappy
Bird</title> <meta http-equiv=”Content-Type”
content=”text/html; charset=utf-8″ /> <script
type=”text/javascript”> // Edit by xingoo // Fork on my
github: var ctx; var
cwidth = 400; var cheight = 600; var objects = []; var birdIndex = 0;
var ver1 = 10; var ver2; var gravity = 2; var pipe_height = 200; var
velocity = 10; var tid; var score = 0; var isScore = false; var birds =
[“./images/0.gif”,”./images/1.gif”,”./images/2.gif”]; var back = new
Background(0,0,400,600,”./images/bg.png”); var up_pipe = new
UpPipe(0,0,100,200,”./images/pipe.png”); var down_pipe = new
DownPipe(0,400,100,200,”./images/pipe.png”); var ground = new
Background(0,550,400,200,”./images/ground.png”); var bird = new
Bird(80,300,40,40,birds); objects.push(back); objects.push(up_pipe);
objects.push(down_pipe); objects.push(ground); objects.push(bird);
function UpPipe(x,y,width,height,img_src){ this.px = x; this.py = y;
this.pwidth = width; this.pheight = height; this.img_src = img_src;
this.draw = drawUpPipe; } function DownPipe(x,y,width,height,img_src){
this.px = x; this.py = y; this.pwidth = width; this.pheight = height;
this.img_src = img_src; this.draw = drawDownPipe; } function
drawUpPipe(){ var image = new Image(); image.src = this.img_src;
ctx.drawImage(image,150,500,150,800,this.px,this.py,this.pwidth,this.pheight);
} function drawDownPipe(){ var image = new Image(); image.src =
this.img_src;
ctx.drawImage(image,0,500,150,500,this.px,this.py,this.pwidth,this.pheight);
} function Background(x,y,width,height,img_src){ this.bgx = x; this.bgy
= y; this.bgwidth = width; this.bgheight = height; var image = new
Image(); image.src = img_src; this.img = image; this.draw = drawbg; }
function drawbg(){
ctx.drawImage(this.img,this.bgx,this.bgy,this.bgwidth,this.bgheight); }
function Bird(x,y,width,height,img_srcs){ this.bx = x; this.by = y;
this.bwidth = width; this.bheight = height; this.imgs = img_srcs;
this.draw = drawbird; } function drawbird(){ birdIndex++; var image =
new Image(); image.src = this.imgs[birdIndex%3];
ctx.drawImage(image,this.bx,this.by,this.bwidth,this.bheight); }
function calculator(){ if(bird.by+bird.bheight>ground.bgy ||
((bird.bx+bird.bwidth>up_pipe.px)&&(bird.by>up_pipe.py)&&(bird.bx+bird.bwidth<up_pipe.px+up_pipe.pwidth)&&(
bird.by<up_pipe.py+up_pipe.pheight))||
((bird.bx+bird.bwidth>up_pipe.px)&&(bird.by>up_pipe.py)&&(bird.bx+bird.bwidth<up_pipe.px+up_pipe.pwidth)&&(
bird.by<up_pipe.py+up_pipe.pheight))||
((bird.bx>down_pipe.px)&&(bird.by>down_pipe.py)&&(bird.bx<down_pipe.px+down_pipe.pwidth)&&(bird.by<down_pipe.py+down_pipe.pheight))||
((bird.bx>down_pipe.px)&&(bird.by+bird.bheight>down_pipe.py)&&(bird.bx<down_pipe.px+down_pipe.pwidth)&&(bird.by+bird.bheight<down_pipe.py+down_pipe.pheight))){
clearInterval(tid); ctx.fillStyle = “rgb(255,255,255)”; ctx.font = “30px
Accent”; ctx.fillText(“You got “+score+”!”,110,100) return; } ver2 =
ver1+gravity; bird.by += (ver2+ver1)*0.5;
if(up_pipe.px+up_pipe.pwidth>0){ up_pipe.px -= velocity;
down_pipe.px -= velocity; }else{ up_pipe.px = 400; down_pipe.px =
400; up_pipe.pheight = 100+Math.random()*200; down_pipe.py =
up_pipe.pheight+pipe_height; down_pipe.pheight = 600-down_pipe.py;
isScore = true; } if(isScore && bird.bx>up_pipe.px+up_pipe.pwidth){
score += 1; isScore = false; if(score>0 && score%10 === 0){
velocity++; } } ctx.fillStyle = “rgb(255,255,255)”; ctx.font = “30px
Accent”; if(score>0){
score%10!==0?ctx.fillText(score,180,100):ctx.fillText(“Great!”+score,120,100);
} } function drawall(){ ctx.clearRect(0,0,cwidth,cheight); var i;
for(i=0;i<objects.length;i++){ objects[i].draw(); } calculator(); }
function keyup(e){ var e = e||event; var currKey =
e.keyCode||e.which||e.charCode; switch (currKey){ case 32: bird.by -=
80; break; } } function init(){ ctx =
document.getElementById(‘canvas’).getContext(‘2d’); document.onkeyup =
keyup; drawall(); tid = setInterval(drawall,80); } </script>
</head> <body onLoad=”init();”> <canvas id=”canvas”
width=”400″ height=”600″ style=”margin-left:200px;”> Your browser is
not support canvas! </canvas> </body> </html>

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<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Flappy Bird</title>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />
    <script type="text/javascript">
        // Edit by xingoo
        // Fork on my github:https://github.com/xinghalo/CodeJS/tree/master/HTML5
        var ctx;
        var cwidth = 400;
        var cheight = 600;
        var objects = [];
        var birdIndex = 0;
        var ver1 = 10;
        var ver2;
        var gravity = 2;
        var pipe_height = 200;
        var velocity = 10;
        var tid;
        var score = 0;
        var isScore = false;
        var birds = ["./images/0.gif","./images/1.gif","./images/2.gif"];
        var back = new Background(0,0,400,600,"./images/bg.png");
        var up_pipe = new UpPipe(0,0,100,200,"./images/pipe.png");
        var down_pipe = new DownPipe(0,400,100,200,"./images/pipe.png");
        var ground = new Background(0,550,400,200,"./images/ground.png");
        var bird = new Bird(80,300,40,40,birds);
        objects.push(back);
        objects.push(up_pipe);
        objects.push(down_pipe);
        objects.push(ground);
        objects.push(bird);
        function UpPipe(x,y,width,height,img_src){
            this.px = x;
            this.py = y;
            this.pwidth = width;
            this.pheight = height;
            this.img_src = img_src;
            this.draw = drawUpPipe;
        }
        function DownPipe(x,y,width,height,img_src){
            this.px = x;
            this.py = y;
            this.pwidth = width;
            this.pheight = height;
            this.img_src = img_src;
            this.draw = drawDownPipe;
        }
        function drawUpPipe(){
            var image = new Image();
            image.src = this.img_src;
            ctx.drawImage(image,150,500,150,800,this.px,this.py,this.pwidth,this.pheight);
        }
        function drawDownPipe(){
            var image = new Image();
            image.src = this.img_src;
            ctx.drawImage(image,0,500,150,500,this.px,this.py,this.pwidth,this.pheight);
        }
        function Background(x,y,width,height,img_src){
            this.bgx = x;
            this.bgy = y;
            this.bgwidth = width;
            this.bgheight = height;
            var image = new Image();
            image.src = img_src;
            this.img = image;
            this.draw = drawbg;
        }
        function drawbg(){
            ctx.drawImage(this.img,this.bgx,this.bgy,this.bgwidth,this.bgheight);
        }
        function Bird(x,y,width,height,img_srcs){
            this.bx = x;
            this.by = y;
            this.bwidth = width;
            this.bheight = height;
            this.imgs = img_srcs;
            this.draw = drawbird;
        }
        function drawbird(){
            birdIndex++;
            var image = new Image();
            image.src = this.imgs[birdIndex%3];
            ctx.drawImage(image,this.bx,this.by,this.bwidth,this.bheight);
        }
        function calculator(){
            if(bird.by+bird.bheight>ground.bgy ||
                ((bird.bx+bird.bwidth>up_pipe.px)&&(bird.by>up_pipe.py)&&(bird.bx+bird.bwidth<up_pipe.px+up_pipe.pwidth)&&(    bird.by<up_pipe.py+up_pipe.pheight))||
                ((bird.bx+bird.bwidth>up_pipe.px)&&(bird.by>up_pipe.py)&&(bird.bx+bird.bwidth<up_pipe.px+up_pipe.pwidth)&&(    bird.by<up_pipe.py+up_pipe.pheight))||
                ((bird.bx>down_pipe.px)&&(bird.by>down_pipe.py)&&(bird.bx<down_pipe.px+down_pipe.pwidth)&&(bird.by<down_pipe.py+down_pipe.pheight))||
                ((bird.bx>down_pipe.px)&&(bird.by+bird.bheight>down_pipe.py)&&(bird.bx<down_pipe.px+down_pipe.pwidth)&&(bird.by+bird.bheight<down_pipe.py+down_pipe.pheight))){
                clearInterval(tid);
                ctx.fillStyle = "rgb(255,255,255)";
                ctx.font = "30px Accent";
                ctx.fillText("You got "+score+"!",110,100)
                return;
            }
            ver2 = ver1+gravity;
            bird.by += (ver2+ver1)*0.5;
            if(up_pipe.px+up_pipe.pwidth>0){
                up_pipe.px -= velocity;
                down_pipe.px -= velocity;
            }else{
                up_pipe.px = 400;
                down_pipe.px = 400;
                up_pipe.pheight = 100+Math.random()*200;
                down_pipe.py = up_pipe.pheight+pipe_height;
                down_pipe.pheight = 600-down_pipe.py;
                isScore = true;
            }
            if(isScore && bird.bx>up_pipe.px+up_pipe.pwidth){
                score += 1;
                isScore = false;
                if(score>0 && score%10 === 0){
                    velocity++;
                }
            }
            ctx.fillStyle = "rgb(255,255,255)";
            ctx.font = "30px Accent";
            if(score>0){
                score%10!==0?ctx.fillText(score,180,100):ctx.fillText("Great!"+score,120,100);
            }
        }
        function drawall(){
            ctx.clearRect(0,0,cwidth,cheight);
            var i;
            for(i=0;i<objects.length;i++){
                objects[i].draw();
            }
            calculator();
        }
        function keyup(e){
            var e = e||event;
               var currKey = e.keyCode||e.which||e.charCode;
               switch (currKey){
                case 32:
                    bird.by -= 80;
                    break;
            }
        }    
        function init(){
            ctx = document.getElementById(‘canvas’).getContext(‘2d’);
            document.onkeyup = keyup;
            drawall();
            tid = setInterval(drawall,80);
        }
    </script>
</head>
<body onLoad="init();">
<canvas id="canvas" width="400" height="600" style="margin-left:200px;">
    Your browser is not support canvas!
</canvas>
</body>
</html>
 // 每秒多少帧  const FPS = 30;  const SECONDSBETWEENFRAMES = 1 / FPS;  const HALFIMAGEDIMENSION = 75;  const HALFCANVASWIDTH = 300;  const HALFCANVASHEIGHT = 200;  var image = new Image();  image.src = "jsplatformer2-smiley.jpg"; //还是第一个例子中的图像  var canvas = null;  var context2D = null;  var currentFunction = null;  var currentTime = 0;  var sineWave = 0;   window.onload = init;   function init()  {     canvas = document.getElementById('canvas');     context2D = canvas.getContext('2d');     setInterval(draw, SECONDSBETWEENFRAMES * 1000);     currentFunction = scale;  }   function draw()  {      currentTime += SECONDSBETWEENFRAMES;      sineWave = (Math.sin(currentTime) + 1) / 2;       context2D.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);       context2D.save();       context2D.translate(HALFCANVASWIDTH - HALFIMAGEDIMENSION, HALFCANVASHEIGHT - HALFIMAGEDIMENSION);       currentFunction();       context2D.drawImage(image, 0, 0);       context2D.restore();  }   function alpha()  {      context2D.globalAlpha = sineWave;  }   function shear()  {      context2D.transform(1, 0, (sineWave - 0.5), 1, 0, 0);  }   function scale()  {      context2D.translate(HALFIMAGEDIMENSION * (1 - sineWave), HALFIMAGEDIMENSION * (1 - sineWave));      context2D.scale(sineWave, sineWave);  }   function rotate()  {      context2D.translate(HALFIMAGEDIMENSION, HALFIMAGEDIMENSION);      context2D.rotate(sineWave * Math.PI * 2);      context2D.translate(-HALFIMAGEDIMENSION, -HALFIMAGEDIMENSION);  } 

我们这一系列文章将教会大家使用JavaScript和Canvas元素创建一个简单的平台游戏。将要涉及的内容包括动画、加载资源、分层渲染、滚动和交互。通过一步一步地展示示例代码和实际效果,你可以很快学会如何驾驭强大的Canvas元素。

总结

在学习游戏开发的时候,我突然怀念起大学的物理。当时很纳闷,学计算机学什么物理,后来再接触游戏开发才知道,没有一定的物理知识,根本无法模拟游戏中的各个场景。

而通过这个简单的小游戏,也捡起来了很多旧知识。

跟前面一样,这个JavaScript文件先定义了一些全局变量。

2、在Canvas上绘图

参考

【1】:Canvas参考手册

【2】:《HTML5游戏开发》

【3】:EdisonChou的FlappyBird

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图片 8

◆ FPS:每秒多少帧

◆ SECONDSBETWEENFRAMES:两帧之间间隔的秒数(FPS的倒数)

下面,我们就通过一个循序渐进的示例及实时演示,来介绍如何使用JavaScript在Canvas元素上绘图及实现动画。


HALFIMAGEDIMENSION:要绘制图像的宽度/高度的一半,用于把图像定位到画布的中心点

准备工作


HALFCANVASWIDTH:画布宽度的一半,用于配合HALFIMAGEDIMENSION使用,以便在画布上居中图像

知道了什么是Canvas元素之后,该学习在屏幕上绘图了。首先,需要一个HTML页面来放置和显示Canvas元素。


HALFCANVASHEIGHT:画布高度的一半,用于配合HALFIMAGEDIMENSION使用,以便在画布上居中图像

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN">  <html lang="en">     <head>        <title>JavaScript Platformer 1</title>        <script type="text/javascript" src="jsplatformer1.js"></script>        <style type="text/css">           body { font-family: Arial,Helvetica,sans-serif;}        </style>     </head>    <body>       <p>          <a href="http://www.brighthub.com/internet/web-development/articles/38364.aspx">             Game Development with Javascript and the canvas element          </a>       </p>       <canvas id="canvas" width="600" height="400">          <p>Your browser does not support the canvas element.</p>       </canvas>    </body>  /html> 

◆ currentFunction:渲染循环(参见上一篇文章)中运行的函数

这些HTML代码很直观。其中有两个重要的元素。

◆ currentTime:应用已经运行了多少秒

<script type="text/javascript" src="jsplatformer1.js"></script> 

◆ sineWave:0到1之间的一个值,用于控制图像的运动

这里包含的是将会修改Canvas元素的JavaScript代码,对应的Canvas元素的标记如下:

◆ image:要在画布上绘制的图像

<canvas id="canvas" width="600" height="400">      <p>Your browser does not support the canvas element.</p>  </canvas>  

◆ canvas:画布元素的引用

以上代码创建了一个Canvas元素。不支持Canvas的浏览器,比如Internet
Explorer(IE8之前的版本),会忽略这个元素,而只显示其子元素。在这个简单的例子中,这个子元素就是一个段落,其中的文本告诉用户他们的浏览器不支持Canvas元素。而对于那些支持Canvas元素的浏览器,如Chrome、Opera和Firefox,则会忽略Canvas元素的子元素。

◆ context2D:画布元素的2D上下文的引用

这个Canvas元素的ID属性很重要,因为后面的JavaScript将通过它来取得对该元素的引用。而width和height属性指定了画布的宽度和高度,这两个属性跟table或img等其他HTML元素中的同名属性作用一样。

然后,跟前面一样,要设置在window的onload事件发生时立即调用init函数(关于init函数的介绍,请参见上一篇文章)。

以下是 jsplatformer1.js的代码:

draw函数

 //每秒钟target帧  const FPS = 30;  var x = 0;  var y = 0;  var xDirection = 1;  var yDirection = 1;  var image = new Image();  image.src = "jsplatformer1-smiley.jpg";  var canvas = null;  var context2D = null;   window.onload = init;  function init(){      canvas = document.getElementById('canvas');      context2D = canvas.getContext('2d');      setInterval(draw, 1000/FPS);  }  function draw(){      context2D.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);      context2D.drawImage(image, x, y);      x += 1* xDirection;      y += 1* yDirection;       if (x >= 450) {          x = 450;          xDirection = -1;      }else if(x <= 0){          x = 0;          xDirection = 1;      }      if (y >= 250) {          y = 250;          yDirection = -1;      }else if(y <= 0){          y = 0;          yDirection = 1;      }  }  

下面来看一看draw函数:

如果只是一个Canvas元素,也没有什么用。JavaScript必须要在这块画布上面画点什么,相应的代码保存在
jsplatformer1.js中。简单来说,JavaScript在这里先加载了一幅图像,然后将其画在画布上面,最后让它在画布上移动。

 function draw()  {      currentTime += SECONDSBETWEENFRAMES;      sineWave = (Math.sin(currentTime) + 1) / 2;       context2D.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);       context2D.save();      context2D.translate(HALFCANVASWIDTH - HALFIMAGEDIMENSION, HALFCANVASHEIGHT - HALFIMAGEDIMENSION);      currentFunction();      context2D.drawImage(image, 0, 0);      context2D.restore();  }  

首先,定义一些全局变量。

这个例子要演示4种效果:修改alpha值(透明度),以及缩放、旋转和切变图像。为了展示这些效果,需要基于某一范围内的值来应用变化。变量sineWave就用来定义这个范围值的基准。

const FPS = 30;  

标准的正弦函数能够在-1到1之间产生非常完美的波形图。首先,我们通过递增currentTime变量来反映动画已经运行了多长时间,然后再利用这个值在正弦曲线上找到一个点。给正弦函数返回的值(从-1到1)先加1再除以2,就可以把它们转换成0到1这个范围内的值。

FPS定义的是画布重绘的频率。

currentTime += SECONDSBETWEENFRAMES;  sineWave = (Math.sin(currentTime) + 1) / 2; 
var x = 0;  var y = 0;  var xDirection = 1;  var yDirection = 1; 

然后,调用clearRect方法清空画布,以便为后面的绘图准备一个干净的版面。

变量x、y、xDirection和yDirection用于定义图像(相对于画布左上角)的位置,以及它在任意一时刻移动的方向。

context2D.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height); 
var image = new Image();  image.src = "http://javascript-tutorials.googlecode.com/files/jsplatformer1-smiley.jpg"; 

应用到画布上面的效果是可以累积的,因而就可以利用几个简单的函数来“组合”出效果来。例如,在向屏幕上绘制之前,可能会有一艘飞船需要旋转、变换和缩放。因为所有效果都对画布起作用,所以这些效果会应用到将被绘制在屏幕上的所有对象,而不仅仅是某一幅图像或某一个形状(比如一艘飞船)。

要把图像画到画布上,必须先加载一幅图像。为此,我们创建一个Image对象,将其src属性设置为一幅图像文件的URL(建议把图片下载到本地。——译者注)。

其中,save和restore函数为应用这些累积的效果提供了一种简单的机制,可以将应用了这些效果的图像或图形绘制到画布上,然后“撤销”这些改变。后台的操作是什么呢?save函数把当前的绘制状态推进栈里,而restore函数则把最后一个状态弹出栈。还拿前面提到的飞船为例,需要执行下列操作:

var canvas = null;  var context2D = null; 

◆ 调用save函数(保存当前的绘制状态)

我们还需要取得对Canvas元素以及绘图上下文(稍后再详细介绍绘图上下文)的引用。稍后我们会把正确的值赋给这两个变量,现在先把它们设置为null。

◆ 旋转、变换和缩放上下文

window.onload = init; 

◆ 绘制飞船

最后,当页面加载完成后,我们必须知道立即运行绘制画布的代码;因此,在window对象的onload事件发生时,立即调用init函数。

调用restore函数,移除自上一次调用save方法以来所添加的任何效果,也就是撤销之前的变化

init函数

在这里,我们就是要组合起来使用这两个方法。首先,在把任何效果应用到画布之前,先保存绘制状态。

function init(){      canvas = document.getElementById('canvas');      context2D = canvas.getContext('2d');      setInterval(draw, 1000/FPS);  }  
context2D.save(); 

页面加载完毕后就会调用上面这个init函数。在这个函数中,我们先通过在HTML文件中指定的ID属性取得画布元素(毫无疑问,除了把它叫做画布,还能叫个啥?),然后再取得这个画布的2D绘图上下文对象。

保存了绘制状态之后,就该应用目标效果了。为此,首先调用translate函数,从而将随后要绘制的图像在画布上居中。

上下文对象用于定义如何在画布上绘图。顾名思义,2D上下文嘛,支持在画布上绘制2D图形、图像和文本。支持画布元素的浏览器都支持2D上下文,除了2D上下文,还有其他试验性的上下文对象。Opera有一个专门为游戏设计的2D上下文,而Mozilla则有一个能够显示3D场景的上下文。可惜呀,目前这些上下文对象只有特定的浏览器才支持。如果你想用画布来创建Web应用,最好还是只使用常见的2D上下文。

context2D.translate(HALFCANVASWIDTH - HALFIMAGEDIMENSION, HALFCANVASHEIGHT - HALFIMAGEDIMENSION); 

因为我们在这里是想绘制一幅能移动的图像,所以必须建立渲染循环(render
loop)。所谓渲染循环,实际上就是一个被重复调用的函数,渲染循环的每一次迭代,(在这个例子中)都可以让图像在屏幕上产生一点位移,如此循环往复就能给人图像在移动的感觉。为此,我们调用了setInterval函数,它的第一个参数是应该被重复调用的函数,这里的函数名是draw。setInterval函数的第二个参数指定调用函数的频率。这个参数值的单位是毫秒,而用1000除以早先定义的FPS得到的就是每次调用之间相隔的毫秒数。

接下来,调用由变量currentFunction引用的函数。正是这些被引用的函数,是让图像发生alpha(透明度)变化以及缩放、旋转和切变的关键。这些函数我们稍后再介绍。

这里需要注意一下,虽然我们指定每秒钟调用30次draw函数,但实际上不会调用30次。多长时间调用一次draw函数,取决于底层JavaScript引擎的速度和要执行的draw函数代码的复杂程度。如果系统很慢的话,很可能每秒钟只能调用一次draw函数。所以说,这里指定给setInterval的频率只是一种最理想的情况。

currentFunction(); 

draw函数

为图像应用完效果之后,就可以把它绘制到画布上面了。所以,接下来就是调用drawImage来绘图。

在画布上绘图的操作实际上都是由draw函数来完成的。下面我们就一步一步地说明其中的绘图操作。

context2D.drawImage(image, 0, 0);  
context2D.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height); 

最后,再调用restore函数,把自调用save函数以来应用的所有效果从画布上移除。

所有绘图操作都是在上下文对象上发生的,并不是在画布元素上发生的。这里首先清空上下文,以便为绘制每一帧画面准备一个干净的版面。

context2D.restore(); 
context2D.drawImage(image, x, y); 

alpha函数

紧接着,就把图像绘制到上下文对象中,参数x和y指定了绘制图像的左上角坐标。

function alpha()  {      context2D.globalAlpha = sineWave;  } 
x += 1 * xDirection;  y += 1 * yDirection; 

通过修改上下文对象的globalAlpha属性,所有后续绘制操作的透明度都会被修改。将globalAlpha设置为0,意味着被绘制的任何对象都将完全透明,而将这个属性设置为1,则意味着任何绘制操作都会保持原有的透明度级别。在此,我们通过修改这个globalAlpha属性,可以实现笑脸的淡入和淡出效果。

为了让图像在画布上移动,需要根据xDirection和yDirection是等于1(向右或向下)还是等于-1(向左或向上),来递增或递减x与y的值。

shear函数

if (x >= 450){      x = 450;      xDirection = -1;  } else if (x <= 0) {      x = 0;      xDirection = 1;  }  if (y >= 250) {      y = 250;      yDirection = -1;  } else if (y <= 0) {      y = 0;      yDirection = 1;  } 
function shear()  {      context2D.transform(1, 0, (sineWave - 0.5), 1, 0, 0);  }  

如果图像移动到了画布外面,则反转图像的移动方向。我们知道图像的大小是150×150像素,而画布的大小的是600×400像素,因而就有了450(600
– 150)和250(400 – 150)这两个值。

切变操作是通过transform函数向画布应用一个矩阵来实现的。变换矩阵本身就是一个值得研究的主题,但对我们来说,如果不想理解背后的数学原理,可以在网上找到很多标准的2D变换矩阵(

最后的效果就是笑脸图像会在画布的范围内反弹往复。此时此刻,有读者可能会想:同样的效果如果通过修改DIV元素的位置来实现可能更容易一些。这一点我不否认。但这个例子只演示了画布元素所能实现的简单效果。下一篇文章我们就会介绍使用画布元素能够实现的高级效果,同样的效果若采用其他方式,恐怕就要困难多了。

scale函数

原文作者:Matthew Casperson 原文链接: Game Development with JavaScript
and the Canvas element

function scale()   {       context2D.translate(HALFIMAGEDIMENSION * (1 - sineWave), HALFIMAGEDIMENSION * (1 - sineWave));  56      context2D.scale(sineWave, sineWave);   }  

译文作者:李松峰
译文链接:

顾名思义,scale(缩放)函数修改的是图像的大小。但在此之前,我们还调用了一次transalte函数。这是为了让缩放后的图像在画布上居中。如果你把这行代码注释掉,就会发现图像会从左上角向右下角膨胀。调用translate函数就是为抵消其圆心的位移,让图像始终居中。

Canvas元素以及JavaScript引擎中新增的一些特性,让Web开发人员不必借助…

rotate函数

function rotate()  {      context2D.translate(HALFIMAGEDIMENSION, HALFIMAGEDIMENSION);      context2D.rotate(sineWave * Math.PI * 2);      context2D.translate(-HALFIMAGEDIMENSION, -HALFIMAGEDIMENSION);  }  

与scale函数类似,rotate(旋转)函数的作用也正如其名:旋转图像。与scale函数同样类似的是,这里也额外调用了translate函数以确保图像围绕中心点而不是左上角旋转。建议大家把对translate函数的调用注释掉,自己看一看结果有什么不同。

刚刚我们看到了使用画布元素实现的4种也还算简单的效果,这些效果使用标准的HTML元素几乎是不可能做到的。其中,有的效果可以使用scale和rotate等内置函数来实现,而使用transform函数则可以完成大量的图像操作(切变只是其中之一)。

看看Demo吧。

原文作者:Matthew Casperson 原文链接: Game Development with JavaScript
and the Canvas element

译文作者:李松峰
译文链接:

这篇文章将带领大家学习使用JavaScript和Canvas元素操…

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