基于canvas粒子系统的构建详解

前面的话

本文将从最基本的imageData对象的理论知识说开去，详细介绍canvas粒子系统的构建

imageData

关于图像数据imageData共有3个方法，包括getImageData()、putImageData()、createImageData()

【getImageData()】

2D上下文可以通过getImageData()取得原始图像数据。这个方法接收4个参数：画面区域的x和y坐标以及该区域的像素宽度和高度

例如，要取得左上角坐标为(10,5)、大小为50*50像素的区域的图像数据，可以使用以下代码：

 var imageData = context.getImageData(10,5,50,50);

返回的对象是ImageData的实例，每个ImageData对象有3个属性：width\height\data

1、width：表示imageData对角的宽度

2、height：表示imageData对象的高度

3、data是一个数组，保存着图像中每一个像素的数据。在data数组中，每一个像素用4个元素来保存，分别表示red、green、blue、透明度

[注意]图像中有多少像素，data的长度就等于像素个数乘以4

 //第一个像素如下 var data = imageData.data; var red = data[0]; var green = data[1]; var blue = data[2]; var alpha = data[3];

数组中每个元素的值是在0-255之间，能够直接访问到原始图像数据，就能够以各种方式来操作这些数据

[注意]如果要使用getImageData()获取的canvas中包含drawImage()方法，则该方法中的URL不能跨域

【createImageData()】

createImageData(width,height)方法创建新的空白ImageData对象。新对象的默认像素值 transparent black，相当于rgba(0,0,0,0)

 var imgData = context.createImageData(100,100);

【putImageData()】

putImageData()方法将图像数据从指定的ImageData对象放回画布上，该方法共有以下参数

 imgData：要放回画布的ImageData对象(必须) x：imageData对象的左上角的x坐标(必须) y：imageData对象的左上角的y坐标(必须) dirtyX：在画布上放置图像的水平位置(可选) dirtyY：在画布上放置图像的垂直位置(可选) dirtyWidth：在画布上绘制图像所使用的宽度(可选) dirtyHeight：在画布上绘制图像所使用的高度(可选)

[注意]参数3到7要么都没有，要么都存在

context.putImageData(imgData,0,0);
context.putImageData(imgData,0,0,50,50,200,200);

粒子写入

粒子，指图像数据imageData中的每一个像素点。下面以一个简易实例来说明完全写入与粒子写入

【完全写入】

200*200的canvas1中存在文字'小火柴'，并将canvas1整个作为图像数据写入同样尺寸的canvas2中

【粒子写入】

对于完全写入而言，相当于只是简单的复制粘贴，如果要对每个像素点进行精细地控制，则需要使用粒子写入。canvas1中存在着大量的空白区域，只有'小火柴'这三个字的区域是有效的。于是，可以根据图像数据imageData中的透明度对粒子进行筛选，只筛选出透明度大于0的粒子

虽然结果看上去相同，但canvas2只使用了canvas1中40000个粒子中的2336个

粒子筛选

当粒子完全写入时，与canvas复制粘贴的效果相同。而当粒子有所筛选时，则会出现一些奇妙的效果

【按序筛选】

由于取得粒子时，使用的是宽度值*高度值的双重循环，且都以加1的形式递增。如果不是加1，而是加n，则可以实现按序筛选的效果

 
 12345

【随机筛选】

除了使用按序筛选，还可以使用随机筛选。 通过双重循环得到的粒子的位置信息，放到dots数组中。通过splice()方法进行筛选，将筛选后的位置信息放到新建的newDots数组中，然后再使用createImageData()，新建一个图像数据对象并返回

 
 1000200030004000

像素显字

下面来使用粒子筛选来实现一个像素显字的效果。像素显字即从不清晰的效果逐步过渡到完全显示

【按序像素显字】

按序像素显字的实现原理非常简单，比如，共有2000个粒子，共10个程度的过渡效果。则使用10个数组，分别保存200,400,600,800,100,1200,1400,1600,1800和2000个粒子。然后使用定时器将其逐步显示出来即可

 开始显字

【随机像素显字】

随机像素显字的原理类似，保存多个不同数量的随机像素的数组即可

 开始显字

粒子动画

粒子动画并不是粒子在做动画，而是通过getImageData()方法获得粒子的随机坐标和最终坐标后，通过fillRect()方法绘制的小方块在做运动。使用定时器，不断的绘制坐标变化的小方块，以此来产生运动的效果

【随机位置】

 开始显字重新混乱

【飘入效果】　

飘入效果与随机显字的原理相似，不再赘述

 左上角飘入

鼠标交互

一般地，粒子的鼠标交互都与isPointInPath(x,y)方法有关

【移入变色】

当鼠标接近粒子时，该粒子变红。实现原理很简单。鼠标移动时，通过isPointInPath(x,y)方法检测，有哪些粒子处于当前指针范围内。如果处于，绘制1像素的红色矩形即可

【远离鼠标】

鼠标点击时，以鼠标指针为圆心的一定范围内的粒子需要移动到该范围以外。一段时间后，粒子回到原始位置

实现原理并不复杂，使用isPointInPath(x,y)方法即可，如果粒子处于当前路径中，则沿着鼠标指针与粒子坐标组成的直线方向，移动到路径的边缘

综合实例

下面将上面的效果制作为一个可编辑的综合实例

    
 粒子设置：文字设置确认按序筛选随机筛选不筛选
 粒子效果：按序显字随机显字混乱聚合重新混乱
 鼠标效果：1、鼠标移到文字上时，文字颜色变红；2、鼠标在文字上点击时，粒子远离鼠标指针