JavaScript动画实例：粒子文本

1．粒子文本的实现原理

粒子文本的实现原理是：使用两张 canvas，一张是用户看不到的canvas1，用来绘制文本；另一张是用户看到的canvas2，用来根据canvas1中绘制的文本数据来生成粒子。

先在canvas1中用如下的语句绘制待显示的文本。

ctx1.font = '100px PingFang SC';

ctx1.textAlign = 'center';

ctx1.baseline = 'middle';

ctx1.fillText('Happy New Year',canvas1.width/2, canvas1.height/2);

然后使用canvas API的getImageData方法，获取一个ImageData对象，这个对象用来描述 canvas 指定区域内的像素数据。语句为：

var imgData = ctx1.getImageData(0, 0, canvas1.width, canvas1.height).data;

这样imgData中保存了canvas1指定区域内所有像素点的rgba值，它是一个数组。由于每个像素点有 rgba 四个值，所以这个数组的长度也就是“像素点数量 * 4”。

最后通过遍历imgData数组，可以判断在canvas1中，哪些点是有色彩的（处于文本中间），哪些点是没有色彩的（不在文本上），把那些有色彩的像素位置记下来，然后在用户可见canvas2上生成粒子并绘制粒子即可。具体编程遍历imgData数组时，可以根据透明度，也就是 rgba 中的第4个元素是否不为0来判断该像素是否在文本中。

为此，创建一个自定义的粒子类Particle，该类中每个粒子对象有坐标位置(x,y)、半径radius和颜色color等4个属性；有一个方法draw()，用于绘制粒子。

编写的HTML代码如下。

<html>

<head>

<title>普通粒子文本</title>

</head>

<body>

var canvas1=document.getElementById('myCanvas1');

ctx1= canvas1.getContext('2d');

var canvas2=document.getElementById('myCanvas2');

ctx2= canvas2.getContext('2d');

canvas1.width = canvas2.width = window.innerWidth;

canvas1.height = canvas2.height = window.innerHeight;

ctx1.font = '100px PingFang SC';

ctx1.textAlign = 'center';

ctx1.baseline = 'middle';

ctx1.fillText('Happy New Year',canvas1.width/2, canvas1.height/2);

var imgData = ctx1.getImageData(0, 0, canvas1.width, canvas1.height).data;

function Particle(x,y,radius,color)

{

this.x = x;

this.y = y;

this.radius = radius;

this.color = color;

}

Particle.prototype.draw= function()

{

ctx2.beginPath();

ctx2.arc(this.x, this.y, this.radius, 0, 2 * Math.PI, false);

ctx2.fillStyle = this.color;

ctx2.fill();

ctx2.closePath();

}

var particles = [];

var skip =1;

for (var y = 0; y < canvas1.height; y +=skip)

{

for (var x = 0; x < canvas1.width; x += skip)

{

var opacityIndex = (x + y * canvas1.width) * 4 + 3;

if (imgData[opacityIndex] > 0)

{

var hue = Math.floor(Math.random() * 360);

var color=`hsl(${hue}, 100%, 50%)`;

particles.push(new Particle(x,y,2,color));

}

for (var particle of particles)

{

particle.draw();

}

</script>

</body>

</html>

在浏览器中打开包含这段HTML代码的html文件，可以看到在浏览器窗口中绘制出如图1所示的粒子文本。

图1 skip=1时显示的粒子文本

由图1可以看出拼凑文本的粒子非常密集，这是因为程序中遍历的步长skip=1，这样扫描了canvas1指定区域内的所有像素点。实际上在形成粒子文本时，无需所有像素点一个像素一个像素地扫，可以增大skip值，使得最后产生的粒子稀疏些。

例如，将程序中的语句“skip=1”修改为“skip=4”，则在浏览器窗口中绘制出如图2所示的粒子文本。

图2 skip=4时显示的粒子文本

2．粒子文本的动态效果

了解了普通粒子文本的实现原理后，可以为拼凑文本的粒子添加一些动态动效。从2个方面着手。

（1）给粒子赋予一些随机的位移，避免看上去过于整齐。

（2）粒子的大小随机产生，在创建粒子时对粒子初始半径radius 进行random 取随机值。另外为了让粒子半径动态改变，增加一个属性dynamicRadius，代表粒子的渲染半径，它根据粒子的初始半径radius，采用三角函数进行平滑改变。

编写如下的HTML代码。

<html>

<head>

<title>粒子文本的动态效果</title>

</head>

<body>

var canvas1=document.getElementById('myCanvas1');

ctx1= canvas1.getContext('2d');

var canvas2=document.getElementById('myCanvas2');

ctx2= canvas2.getContext('2d');

canvas1.width = canvas2.width = window.innerWidth;

canvas1.height = canvas2.height = window.innerHeight;

ctx1.font = '120px PingFang SC';

ctx1.textAlign = 'center';

ctx1.baseline = 'middle';

ctx1.fillText('Happy New Year',canvas1.width/2, canvas1.height/2);

var imgData = ctx1.getImageData(0, 0, canvas1.width, canvas1.height).data;

function Particle(x,y,radius,color)

{

this.x = x;

this.y = y;

this.radius = radius;

this.color = color;

this.dynamicRadius = radius;

}

Particle.prototype.draw= function()

{

ctx2.beginPath();

ctx2.arc(this.x, this.y,this.dynamicRadius, 0, 2 * Math.PI, false);

ctx2.fillStyle = this.color;

ctx2.fill();

ctx2.closePath();

}

Particle.prototype.update= function()

{

this.dynamicRadius =3+2*Math.sin(new Date()/1000%1000*this.radius);

}

function random(min,max)

{

return Math.random() * ( max - min ) + min;

}

var particles = [];

var skip =4;

for (var y = 0; y < canvas1.height; y +=skip)

{

for (var x = 0; x < canvas1.width; x += skip)

{

var opacityIndex = (x + y * canvas1.width) * 4 + 3;

if (imgData[opacityIndex] > 0)

{

var hue = Math.floor(Math.random() * 360);

var color=`hsl(${hue}, 100%, 50%)`;

particles.push(new Particle(x+random(1,3),y+random(1,3),random(1,4),color));

}

for (var particle of particles)

{

particle.draw();

}

function loop()

{

requestAnimationFrame(loop);

ctx2.clearRect(0,0,canvas2.width,canvas2.height);

for (var particle of particles)

{

particle.update();

particle.draw();

}

loop();

</script>

</body>

</html>

在浏览器中打开包含这段HTML代码的html文件，可以看到在浏览器窗口中呈现出如图3所示的粒子文本动态效果。

图3 粒子文本的动态效果