JavaScript图形实例：平面镶嵌图案

用形状、大小完全相同的一种或几种平面图形进行拼接，彼此之间不留空隙、不重叠地铺成一片，就叫做这几种图形的平面镶嵌。

1．用一种多边形实现的平面镶嵌图案

我们可以采用正三角形、正方形或正六边形实现平面镶嵌。

（1）用正方形平铺。

用正方形进行平面镶嵌比较简单，编写如下的HTML代码。

<!DOCTYPE html>

<head>

<title>正方形平面镶嵌图案</title>

</head>

<body>

</canvas>

var canvas = document.getElementById('myCanvas');

var ctx = canvas.getContext('2d');

var color=['#00FFFF','#00FF00'];

var L=50;

for (k=0;k<10;k++)

{

y=k*L;

x0=0;

for (i=0;i<10;i++)

{

x=x0+i*L;

ctx.strokeStyle="black";

ctx.strokeRect(x,y,L,L);

ctx.fillStyle = color[(k+i)%2];

ctx.fillRect(x,y,L,L);

}

</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所示的正方形平面镶嵌图案。

图1 正方形平面镶嵌图案（一）

将上述程序中的语句： x0=0; 改写为：

if (k%2==0) x0=0;

else x0=-L/2;

并将填充颜色改为单色填充，例如，ctx.fillStyle = "green";，则绘制出如图2所示的正方形平面镶嵌图案。

图2 正方形平面镶嵌图案（二）

（2）用正三角形平铺。

用正三角形进行平面镶嵌，编写如下的HTML代码。

<!DOCTYPE html>

<head>

<title>正三角形平面镶嵌图案</title>

</head>

<body>

</canvas>

var canvas = document.getElementById('myCanvas');

var ctx = canvas.getContext('2d');

var sqrt3=Math.sqrt(3);

var color=['#00FFFF','#00FF00'];

var L=50;

for (k=0;k<13;k++)

{

if (k%2==0)

{

x0=-L;

}

else

{

x0=-L/2;

}

y=k*sqrt3*L/2;

for (i=0;i<15;i++)

{

x=x0+i*L;

ctx.strokeStyle="black";

ctx.beginPath();

ctx.moveTo(x,y);

ctx.lineTo(x+L/2,y-sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x+L,y);

ctx.closePath();

ctx.stroke();

ctx.fillStyle=color[0];

ctx.fill();

ctx.beginPath();

ctx.moveTo(x+L,y);

ctx.lineTo(x+L/2,y-sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x+3*L/2,y-sqrt3/2*L);

ctx.closePath();

ctx.fillStyle = color[1];

ctx.stroke();

ctx.fill();

}

</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3所示的正三角形平面镶嵌图案。

图3 正三角形平面镶嵌图案

（3）用正六边形平铺。

用正六边形进行平面镶嵌，编写如下的HTML代码。

<!DOCTYPE html>

<head>

<title>正六边形平面镶嵌图案</title>

</head>

<body>

</canvas>

var canvas = document.getElementById('myCanvas');

var ctx = canvas.getContext('2d');

var sqrt3=Math.sqrt(3);

var color=['#00FFFF','#00FF00','#FFFF00'];

function drawHexagon(x,y,L,c)

{

ctx.beginPath();

ctx.moveTo(x-L/2,y-sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x+L/2,y-sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x+L,y);

ctx.lineTo(x+L/2,y+sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x-L/2,y+sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x-L,y);

ctx.closePath();

ctx.fillStyle = c;

ctx.fill();

ctx.strokeStyle="black";

ctx.stroke();

}

var L=45;

for (k=0;k<14;k++)

{

if (k%2==0)

{

x0=L;

}

else

{

x0=-L/2;

}

y=k*sqrt3*L/2;

for (i=0;i<5;i++)

{

x=x0+i*3*L;

drawHexagon(x,y,L,color[k%3]);

}

</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4所示的正六边形平面镶嵌图案。

图4 正六边形平面镶嵌图案

2．用几种多边形实现的平面镶嵌图案

还可以用一种以上的多边形来实现的平面镶嵌。

（1）正三角形和正方形组合平面镶嵌。

可以使用正三角形与正方形，通过组合后重复排列的方式完成镶嵌。编写如下的HTML代码。

<!DOCTYPE html>

<head>

<title>正三角形和正方形组合平面镶嵌图案</title>

</head>

<body>

</canvas>

var canvas = document.getElementById('myCanvas');

var ctx = canvas.getContext('2d');

var sqrt3=Math.sqrt(3);

var color=['#00FFFF','#00FF00'];

var L=50;

var y=0;

for (k=0;k<13;k++)

{

if (k%2==0)

{

x0=-L;

y=y+sqrt3*L/2;

for (i=0;i<12;i++)

{

x=x0+i*L;

ctx.strokeStyle="black";

ctx.beginPath();

ctx.moveTo(x,y);

ctx.lineTo(x+L/2,y-sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x+L,y);

ctx.closePath();

ctx.stroke();

ctx.fillStyle=color[0];

ctx.fill();

ctx.beginPath();

ctx.moveTo(x+L,y);

ctx.lineTo(x+L/2,y-sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x+3*L/2,y-sqrt3/2*L);

ctx.closePath();

ctx.fillStyle = color[1];

ctx.stroke();

ctx.fill();

}

else

{

x0=0;

y=y+L;

for (i=0;i<6;i++)

{

x=x0+2*i*L;

ctx.strokeStyle="black";

ctx.strokeRect(x,y-L,L,L);

ctx.fillStyle=color[0];

ctx.fillRect(x,y-L,L,L);

ctx.strokeRect(x+L,y-L,L,L);

ctx.fillRect(x+L,y-L,L,L);

}

</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5所示的正三角形和正方形组合平面镶嵌图案。

图5 正三角形和正方形组合平面镶嵌图案

（2）正六边形与正三角形组合平面镶嵌。

可以使用正六边形与正三角形，通过组合后重复排列的方式完成镶嵌。编写如下的HTML代码。

<!DOCTYPE html>

<head>

<title>正六边形与正三角形组合平面镶嵌图案</title>

</head>

<body>

</canvas>

var canvas = document.getElementById('myCanvas');

var ctx = canvas.getContext('2d');

var sqrt3=Math.sqrt(3);

var color=['#00FFFF','#00FF00'];

function drawHexagon(x,y,L,c)

{

ctx.beginPath();

ctx.moveTo(x-L/2,y-sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x+L/2,y-sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x+L,y);

ctx.lineTo(x+L/2,y+sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x-L/2,y+sqrt3/2*L);

ctx.lineTo(x-L,y);

ctx.closePath();

ctx.fillStyle = c;

ctx.fill();

ctx.strokeStyle="black";

ctx.stroke();

}

ctx.fillStyle="#FFFF00";

ctx.fillRect(0,0,canvas.width,canvas.height);

var L=45;

for (k=0;k<7;k++)

{

if (k%2==0)

{

x0=L;

}

else

{

x0=0;

}

y=k*sqrt3*L;

for (i=0;i<7;i++)

{

x=x0+i*2*L;

drawHexagon(x,y,L,color[k%2]);

}

</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6所示的正六边形与正三角形组合平面镶嵌图案。

图6 正六边形与正三角形组合平面镶嵌图案

（3）正八边形组合正方形平面镶嵌。

可以使用正八边形与正方形，通过组合后重复排列的方式完成镶嵌。编写如下的HTML代码。

<!DOCTYPE html>

<head>

<title>正八边形组合正方形平面镶嵌图案</title>

</head>

<body>

</canvas>

var canvas = document.getElementById('myCanvas');

var ctx = canvas.getContext('2d');

var sqrt2=Math.sqrt(2);

var color=['#00FFFF','#00FF00'];

function drawOctagon(x,y,L,c)

{

ctx.beginPath();

ctx.moveTo(x-L/2-sqrt2*L/2,y-L/2);

ctx.lineTo(x-L/2-sqrt2*L/2,y+L/2);

ctx.lineTo(x-L/2,y+L/2+sqrt2*L/2);

ctx.lineTo(x+L/2,y+L/2+sqrt2*L/2);

ctx.lineTo(x+L/2+sqrt2*L/2,y+L/2);

ctx.lineTo(x+L/2+sqrt2*L/2,y-L/2);

ctx.lineTo(x+L/2,y-L/2-sqrt2*L/2);

ctx.lineTo(x-L/2,y-L/2-sqrt2*L/2);

ctx.closePath();

ctx.fillStyle = c;

ctx.fill();

ctx.strokeStyle="black";

ctx.stroke();

}

ctx.fillStyle="#FFFF00";

ctx.fillRect(0,0,canvas.width,canvas.height);

var L=30;

var y0=(sqrt2+1)*L/2;

for (k=0;k<11;k++)

{

if (k%2==0)

{

x0=(sqrt2+1)*L/2;

}

else

{

x0=-L/2;

}

y=y0+(k-1)*(sqrt2+2)*L/2;

for (i=0;i<7;i++)

{

x=x0+i*(2+sqrt2)*L;

drawOctagon(x,y,L,color[k%2]);

}

</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7所示的正八边形组合正方形平面镶嵌图案。

图7 正八边形组合正方形平面镶嵌图案