【HTML】过年不能放烟花，那就放电子烟花

news2024/11/27 3:46:06

闲谈

大家回家过年可能都多多少少放过些🧨，但是有些在城市上过年的小伙伴可能就没有机会放鞭炮了。不过没关系，我们懂技术，我们用技术自娱自乐，放电子烟花，总不可能被警长叔叔敲门问候吧。

开干

首先，我们先明确一下思路，我觉得可以分解为如下2个步骤。涉及到Canvas+requestAnimationFrame+物理知识，🐶。

我们先画出一个烟花爆炸出来的粒子，这涉及到技术Canvas + 物理知识
最后通过动画将多个粒子的运动轨迹连在一起即可。

大家看下，我感觉应该没什么问题了，于是深入细节分析。

初始化粒子

我们先分析一下这个粒子有哪些属性，我罗列如下

粒子的初始坐标(x,y)
粒子的初始速度(Vx,Vy)
粒子的颜色(Color)
粒子的半径(Radius)
粒子的透明度，随着粒子的落下，粒子的亮度会逐渐减小(opacity)

属性分析完了，接下来我们思考一个问题，粒子在爆炸那一刹那，是如何运动的呢？
很显然，是带着初速度的自由落体运动。

我们将速度分成水平方向Vx以及竖直方向Vy，于是我们可以得到

Vx在运动中是不变的
Vy的速度为Vy = Vy - gt,也就是每秒会速度下降g，由于g是个定值，在模拟的时候我们就取每帧(屏幕刷新率，大概10ms一次)下降0.15px速度。

注意： Vy的速度在代码里是Vy += 0.15，为什么是加呢，因为对于屏幕而言，右上角的px是(0,0),所以想下的速度是正，向上的速度是负。

于是我们便可撰写如下代码

class Dot {
  constructor(x, y, color, Vx, Vy) {
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.Vx = Vx;
    this.Vy = Vy;
    this.color = color;
    this.radius = 2.5;
    this.opacity = 1;
  }

  update() {
    // 每一帧x和y轴移动的距离
    this.x += this.Vx;
    this.y += this.Vy;
    // 每一帧速度变化
    this.Vy += 0.15;
    // 每一帧清晰度较小
    this.opacity = this.opacity - 0.01;
  }

  draw() {
    ctx.beginPath();
    ctx.arc(this.x, this.y, this.radius, 0, Math.PI * 2);
    ctx.fillStyle = this.color;
    ctx.globalAlpha = this.opacity;
    ctx.fill();
  }
}

粒子聚合成烟花

如何将粒子聚合成烟花呢，我们声明一个烟花类即可。对于一个烟花，我们只需要知道这个研发爆炸在什么位置就可以了，也就是x和y的坐标。

粒子的颜色？ 为了让粒子的颜色更加饱和一点，我们采用的是HSL颜色，跟RGB和HEX记录颜色不同，这个是用色相、饱和度和明度（HSL）来指定颜色。这里我们采用的代码为

// 是JavaScript中动态生成一个随机色相、饱和度为100%、亮度为50%的HSL颜色值。
const color = `hsl(${Math.random() * 360}, 100%, 50%)`;

粒子的初始速度？ 对于Vx速度，我们可以取[-x,x]的区间，允许粒子在横向轴上向左向右运动。对于Vy速度，我们这次都取向上的速度，这里向上的速度是负的，因为之前说的对于屏幕而言，右上角的px是(0,0)。

const Vx = (Math.random() - 0.5) * 6;
const Vy = -Math.random() * 10;

于是我们可以将烟花类写好

class Firework {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.dots = [];
    // 一次性放40个烟花粒子
    for (let i = 0; i < 40; i++) {
      const color = `hsl(${Math.random() * 360}, 100%, 50%)`;
      const Vx = (Math.random() - 0.5) * 6;
      const Vy = -Math.random() * 10;
      this.dots.push(new Dot(x, y, color, Vx, Vy));
    }
  }

  draw() {
    this.dots.forEach((particle) => particle.update());
    this.dots.forEach((particle) => particle.draw());
  }
}

让粒子动起来

我们现在有这些炫酷的粒子了，如何让粒子动起来呢？没错，使用requestAnimationFrame大法。参见MDN

你希望执行一个动画，并且要求浏览器在下次重绘之前调用指定的回调函数更新动画。该方法需要传入一个回调函数作为参数，该回调函数会在浏览器下一次重绘之前执行

直接调用Firework的draw于是我们就能得到这样的效果。
Feb-16-2024 14-02-32.gif
但是粒子是有了，但是我们想要的是粒子有一个流星一样的尾巴，那该如何做呢？
解决： 我们将背景设为半透明的黑色，这样结合之前粒子下落时也会半透明是不是碰撞出新的视图呢？这里我们采用如下代码设置Canvas 2D 绘图上下文的填充颜色为半透明黑色

ctx.fillStyle = "rgba(0, 0, 0, 0.1)";
ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);

之后，我们可以通过点击屏幕，触发这个烟花绽放。相应的代码如下

// 鼠标点击触发烟花效果
canvas.addEventListener("click", (event) => {
  const x = event.clientX;
  const y = event.clientY;
  // 所有的烟花
  fireworks.push(new Firework(x, y));
});

function animate() {
  ctx.fillStyle = "rgba(0, 0, 0, 0.1)";
  ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  fireworks.forEach((firework, index) => {
    // 去除透明度为0的烟花
    if (firework.dots[0].opacity <= 0) {
      fireworks.splice(index, 1);
    } else {
      firework.draw();
    }
  });
  requestAnimationFrame(animate);
}

对应的效果图如下:
Feb-16-2024 14-11-13.gif

全部代码

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>烟花效果</title>
    <style>
      body {
        margin: 0;
      }
    </style>
  </head>
  <body>
    <canvas id="fireworksCanvas"></canvas>
    <script>
      const canvas = document.getElementById("fireworksCanvas");
      const ctx = canvas.getContext("2d");
      // 所有烟花的集合
      let fireworks = [];

      // 设置画布大小
      canvas.width = window.innerWidth;
      canvas.height = window.innerHeight;

      // 监听窗口大小变化
      window.addEventListener("resize", () => {
        canvas.width = window.innerWidth;
        canvas.height = window.innerHeight;
      });

      class Dot {
        constructor(x, y, color, Vx, Vy) {
          this.x = x;
          this.y = y;
          this.Vx = Vx;
          this.Vy = Vy;
          this.color = color;
          this.radius = 2.5;
          this.opacity = 1;
        }
        update() {
          this.x += this.Vx;
          this.y += this.Vy;
          this.Vy += 0.15;
          this.opacity = this.opacity - 0.01;
        }
        draw() {
          ctx.beginPath();
          ctx.arc(this.x, this.y, this.radius, 0, Math.PI * 2);
          ctx.fillStyle = this.color;
          ctx.globalAlpha = this.opacity;
          ctx.fill();
        }
      }

      class Firework {
        constructor(x, y) {
          this.x = x;
          this.y = y;
          this.dots = [];
          for (let i = 0; i < 40; i++) {
            const color = `hsl(${Math.random() * 360}, 100%, 50%)`;
            const Vx = (Math.random() - 0.5) * 6;
            const Vy = -Math.random() * 10;
            this.dots.push(new Dot(x, y, color, Vx, Vy));
          }
        }
        draw() {
          this.dots.forEach((particle) => particle.update());
          this.dots.forEach((particle) => particle.draw());
        }
      }

      // 鼠标点击触发烟花效果
      canvas.addEventListener("click", (event) => {
        const x = event.clientX;
        const y = event.clientY;
        fireworks.push(new Firework(x, y));
      });

      function animate() {
        ctx.fillStyle = "rgba(0, 0, 0, 0.1)";
        ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
        fireworks.forEach((firework, index) => {
          if (firework.dots[0].opacity <= 0) {
            fireworks.splice(index, 1);
          } else {
            firework.draw();
          }
        });
        requestAnimationFrame(animate);
      }

      // 启动动画
      animate();
    </script>
  </body>
</html>