用 canvas 做个好玩的网站背景

　　不知不觉又好久没更过博客了，老调新弹一下，之前做的一个小效果，觉得蛮有意思的，也有朋友问是怎么做的，就分享一下，写个博文吧。

　　先上demo吧：http://whxaxes.github.io/canvas-test/src//Funny-demo/netparticle/net_1.html

　　上面这个demo是最早写的，后来做了点小修改后就用到了自己的网站上当个banner，有兴趣的也可以看看效果：http://wanghx.cn/    ，至少同事说还是挺酷炫的。这种效果其实很早之前就有了的，我也是在一个网站上看到类似的效果，发现这个创意不错，而且难度很小，就花了一个午休的时间写了一下。

　　接下来就分析一下怎么实现把。

　　这种效果一眼看过去，就知道其实就是一堆粒子在进行无序的运动。然后当粒子与粒子之间的距离小于一定值后，就进行连线，并且根据距离的大小来对线条的粗细进行一些更改，就可以做出这种有点像蛛网的感觉了。原理很简单，直接上代码：

var dots = [];
  for (var i = 0; i < 200; i++) {
    var x = Math.random() * (canvas.width + 2*extendDis) - extendDis;
    var y = Math.random() * (canvas.height +  2*extendDis) - extendDis;
    var xa = (Math.random() * 2 - 1)/1.5;
    var ya = (Math.random() * 2 - 1)/1.5;

    dots.push({x, y, xa, ya})
  }

　　首先，用一个数组，装载两百个分散在canvas各处的粒子对象，并且给每个对象一个随机的运动趋势。也就是xa和ya，用于表示垂直和水平的运动趋势。其实就是一个用于每次循环的时候进行叠加的值。

　　实例化好两百个粒子对象后。就可以让他们开始运动：

    dot.x += dot.xa;
    dot.y += dot.ya;

    // 遇到边界将速度反向
    dot.xa *= (dot.x > (canvas.width + extendDis) || dot.x < -extendDis) ? -1 : 1;
    dot.ya *= (dot.y > (canvas.height + extendDis) || dot.y < -extendDis) ? -1 : 1;

    // 绘制点
    ctx.fillStyle = `rgba(${rgb},${rgb},${rgb},1`;
    ctx.fillRect(dot.x - 0.5, dot.y - 0.5, 1, 1);

　　运动的逻辑也很简单，每次给粒子更新新的状态，其实就是根据此前初始化粒子的时候给予的xa和ya，进行一个累加，就可以形成运动的效果了。

　　当然，粒子不能往一个方向无限的运动下去，所以我们还需要判断粒子是否运动到边界了，如果运动到了边界，就把运动趋势进行反转。也就做出了一种粒子反弹的效果。上面的extendDis其实是我为了让粒子反弹点在canvas外而定义的一个变量，用于控制粒子跑到离开canvas多远后才进行反弹。

　　当然，每次运动完都对粒子进行一个绘制。这一段代码会放到一个叫move的function里。

　　

　　就上面的一些代码，就完成了粒子的初始化，以及运动了。接下来就是画线了。逻辑也很简单，就是遍历，逐个粒子计算距离，当两个比较的粒子之间的距离小于某个值，就进行画线。代码如下：

  /**
   * 逐个对比连线
   * @param ndots
   */
  function bubDrawLine(ndots){
    var ndot;

    dots.forEach(function (dot) {

      move(dot);

      // 循环比对粒子间的距离
      for (var i = 0; i < ndots.length; i++) {
        ndot = ndots[i];

        if (dot === ndot || ndot.x === null || ndot.y === null) continue;

        var xc = dot.x - ndot.x;
        var yc = dot.y - ndot.y;

        // 如果x轴距离或y轴距离大于max,则不计算粒子距离
        if(xc > ndot.max || yc > lineDis) continue;

        // 两个粒子之间的距离
        var dis = xc * xc + yc * yc;

        // 如果粒子距离超过max,则不做处理
        if( dis > lineDis ) continue;

        // 距离比
        var ratio;

        // 如果是鼠标，则让粒子向鼠标的位置移动
        if (ndot === warea && dis < 20000) {
          dot.x -= xc * 0.01;
          dot.y -= yc * 0.01;
        }

        // 计算距离比
        ratio = (lineDis - dis) / lineDis;

        // 粒子间连线
        ctx.beginPath();
        ctx.lineWidth = ratio / 2;
        ctx.strokeStyle = `rgba(${rgb},${rgb},${rgb},${ratio + 0.2}`;
        ctx.moveTo(dot.x, dot.y);
        ctx.lineTo(ndot.x, ndot.y);
        ctx.stroke();
      }

      // 将已经计算过的粒子从数组中删除
      ndots.splice(ndots.indexOf(dot), 1);
    });
  }

　　逻辑也比较简单，就是遍历数组，把遍历到的粒子跟其他粒子进行逐个比对。当距离小于上面的lineDis的时候，就进行连线。为了减少计算量，每次计算过的粒子将会从用于计算的ndots数组中删除，避免重复计算。同时如果两个粒子的垂直距离和水平距离大于lineDis，那也就没必要再算两个粒子的距离了，直接不做处理，从而减少计算量。

　　其实这个计算用的还是所谓的笨方法，我此前有在想有什么更好的计算方法能更好的优化计算效率呢。然后想了一个方法并且进行了一个测试，就是先对粒子根据x轴进行快速排序，然后按顺序进行比较，当比较到的粒子的水平距离大于lineDis的时候，就不用再比下去了。因为后面的都肯定会比当前粒子要更远，想着就按照这样会减少计算量应该会提升效率。但是我对两个不同的计算方法都进行了耗时比较，结果还是原来的笨方法的性能更优。因为这个新方法每次都要重新排序，这个计算量也是蛮大的。然后就暂时没想到其他了，如果读者有更好的idea不妨分享一下。

　　

　　同事有问我那个鼠标划过，粒子会聚起来的效果很神奇，怎么做的，其实这个效果比想象中简单很多，而且在上面的代码里我也给出来了。再给出一段保存鼠标位置的代码，很简单，就是鼠标移动的时候保存鼠标位置。

  // 鼠标活动时，获取鼠标坐标
  var warea = {x: null, y: null};
  var animateHeader = document.getElementById("animateHeader");

  animateHeader.onmousemove = function (e) {
    e = e || window.event;

    warea.x = e.clientX + 10;
    warea.y = e.clientY;
  };

　　保存了鼠标位置后，在每次动画循环的时候，把鼠标位置也当成一个粒子对象塞进数组进行比较：

  // 每一帧循环的逻辑
  function animate() {
    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);

    bubDrawLine([warea].concat(dots));

    RAF(animate);
  }

　　而粒子往鼠标方向运动的代码，其实就这么一小截：

  // 如果是鼠标，则让粒子向鼠标的位置移动
  if (ndot === warea && dis < 20000) {
    dot.x -= xc * 0.01;
    dot.y -= yc * 0.01;
  }

　　计算鼠标与粒子的距离，当鼠标与粒子之间的距离小于一定的时候，把粒子的位置更新为 “当前位置 - 鼠标粒子距离 * 0.01”即可。然后就会形成粒子往鼠标位置移动的效果了。

　　整个效果就这样完成了，很简单，也很有意思，有兴趣的可以去研究一下发掘一些更好玩的效果。

　　贴上这个demo的github地址：https://github.com/whxaxes/canvas-test/tree/gh-pages/src//Funny-demo/netparticle

　　这个demo是很早之前写的，跟上面贴出来的代码会有点出入，但是原理是一样的。懂了原理，就可以自己去实现一个了。

　　

　　如果觉得demo不错，就在github给个star呗，当然也欢迎fork