html5 canvas 实现光线沿不规则路径运动

网页制作 2024/11/23 佚名

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svg让动画沿着不规则路径运动

查阅svg文档后发现，svg动画运动有两种实现方式，且都非常简单，但对于100%实现设计师给出的效果有很大的距离

使用offset-path偏移路径和offset-roate偏移角度让元素沿着不规则路径走

<!DOCTYPE html>
	<html>
	<head>
		<title>offset-path/offset-roate</title>
	</head>
	<style type="text/css">
		* {
			padding: 0;
			margin: 0;
			box-sizing: border-box;
		}
		body {
			background: #000;
		}
		.line {
			width: 80px;
			height: 3px;
	        position: absolute;
	        background: red;
			offset-path: path("M10 80 L 77.5 60 L 145 80 L 280 100 L 500 80 L 600 120 L 800 80 L 950 120 L 950 200 L 930 250 L 950 300 L 950 500");
	        animation: move 10s linear infinite;
		}
		@keyframes move {
			100% {
				offset-distance: 2000px;
			}
		}
		.line1 {
			position: absolute;
			left: 100px;
			width: 20px;
			height: 20px;
			border-radius: 50%;
			background: red;
			offset-path: path("M0,0a72.5,72.5 0 1,0 145,0a72.5,72.5 0 1,0 -145,0");
	   		offset-rotate: 0deg;
	   		animation: load 1.8s cubic-bezier(0.86, 0, 0.07, 1) infinite;
	   		animation-delay: 0.147s;
	    	animation-fill-mode: forwards;
		}
		@keyframes load {
			from {
		        offset-distance: 0;
		    }
		    to {
		        offset-distance: 100%;
		    }
		}
	</style>
	<body>
		<h2>路径偏移</h2>
		<div class="line"></div>
		<svg width="100%" height="600px" version="1.0" id="svg1">
			<path d="M10 80 L 77.5 60 L 145 80 L 280 100 L 500 80 L 600 120 L 800 80 L 950 120 L 950 200 L 930 250 L 950 300 L 950 500" fill="#tranparent" stroke="#FFF"></path>
		</svg>
		<h2>角度偏移</h2>
		<div class="line1">
		</div>
	</body>
	</html>

此种方式的限制是滚动元素无法随路径进行没有规律的变化

使用stroke-dasharray和stroke-dashoffset让路径边线动起来

stroke-dasharray:设置shap和text 边框虚线的实线长度与实线之间的间隔（虚线长度）
stroke-dashoffser:设置边框线条相对于默认位置的偏移（正值：向左，负值：向右）

<!DOCTYPE html>
	<html>
	<head>
		<title>stroke-dasharray/stroke-dashoffser</title>
	</head>
	<style type="text/css">
		* {
			padding: 0;
			margin: 0;
			box-sizing: border-box;
		}
		body {
			background: #000;
			color: #fff;
		}
		.move {
			animation: moving 5s infinite;
		}
		@keyframes moving {
			0% {
				stroke-dashoffset: 80px;
			}
			100% {
				stroke-dashoffset: -1600px;
			}
		}
	</style>
	<body>
	<h2>设置stroke-dasharray</h2>
	<b>storke-dasharray设置为80 ，此时实线和实线间隔一样</b>
	<svg width="100%" height="600px" version="1.0" id="svg1">
		<path d="M10 80 L 77.5 60 L 145 80 L 280 100 L 500 80 L 600 120 L 800 80 L 950 120 L 950 200 L 930 250 L 950 300 L 950 500" fill="#tranparent" stroke="#FFF" stroke-dasharray="80"></path>
	</svg>
	<b>storke-dasharray设置为80 320，此时实线和是实线间隔的1/4</b>
	<svg width="100%" height="600px" version="1.0" id="svg1">
		<path d="M10 80 L 77.5 60 L 145 80 L 280 100 L 500 80 L 600 120 L 800 80 L 950 120 L 950 200 L 930 250 L 950 300 L 950 500" fill="#tranparent" stroke="#FFF" stroke-dasharray="80 320"></path>
	</svg>
	<h2>设置stroke-dashoffset让边线相对于初始位置发生偏移</h2>
	<svg width="100%" height="600px" version="1.0" id="svg1">
		<path d="M10 80 L 77.5 60 L 145 80 L 280 100 L 500 80 L 600 120 L 800 80 L 950 120 L 950 200 L 930 250 L 950 300 L 950 500" fill="#tranparent" stroke="#FFF" stroke-dasharray="80 320" stroke-dashoffset="40"></path>
	</svg>
	<h2>通过设置stroke-dasharray 和 stroke-dashoffset让边线动起来</h2>
	<svg width="100%" height="600px" version="1.0" id="svg1">
		<path d="M10 80 L 77.5 60 L 145 80 L 280 100 L 500 80 L 600 120 L 800 80 L 950 120 L 950 200 L 930 250 L 950 300 L 950 500" fill="#tranparent" stroke="#FFF"></path>
		<path d="M10 80 L 77.5 60 L 145 80 L 280 100 L 500 80 L 600 120 L 800 80 L 950 120 L 950 200 L 930 250 L 950 300 L 950 500" fill="#tranparent" stroke="red" stroke-dasharray="80 1600" stroke-dashoffset="0" class="move"></path>
	</svg>
	</body>
	</html>

此种方式通过边框偏移的效果可以设置跟随路径的滚线条，但是无法设置线条的光线效果，即实线的阴影和实线的渐变效果（渐变区域需随着偏移路径的变化而变化）

canvas实现线条延不规则路径运动

线条实现

对于不规则路径，如果直接用画线条的方式实现光线，需要计算每一个开始点和结束点的位置，中间还可能存在转折点，计算起来非常麻烦，不可取
故这边采取canvas组合图形的模式，取线条和一个图形重叠部分（类似于灯罩）来实现光线效果

组合前

组合后

<!DOCTYPE html>
	<html>
	<head>
		<title>canvas实现不规则路径光效</title>
	</head>
	<style type="text/css">
		body {
			background: #000;
		}
		#wrap {
			position: absolute;
			width: 1200px;
			height: 600px
		}
	</style>
	<body>
		<div id="wrap">
			<canvas id="canvas" width="1200" height="600"></canvas>
		</div>
	</body>
	<script type="text/javascript">
		var path = 'M 10 80 L 77.5 60 L 145 80 L 280 100 L 500 80 L 600 120 L 800 80 L 950 120 L 950 200 L 930 250 L 950 300 L 950 500';
		var list = path.match(/([A-Z]([^A-Z]){1,})/g).map(item => {
			return {
				x: item.split(' ')[1],
				y: item.split(' ')[2],
				action: item.split(' ')[0],
			}
		});//获取每个点位置
		var canvas = document.getElementById('canvas');
		var ctx = canvas.getContext('2d');
		ctx.strokeStyle = 'rgba(255,255,255,1)';
		function drawPath() {
			ctx.lineWidth = 3;
			ctx.beginPath();
			list.forEach(item => {
				if(item.action == 'M') ctx.moveTo(item.x, item.y);
				if(item.action == 'L') ctx.lineTo(item.x, item.y);
			});
			ctx.stroke();
		}
		drawPath();

		function drawLine() {
			//设置图形组合方式 默认source-over
			ctx.globalCompositeOperation = "destination-in";
			ctx.lineWidth = 60;
			ctx.beginPath();
			ctx.moveTo(40, 80);
			ctx.lineTo(200, 80);
			ctx.stroke();
		}
		drawLine();

	</script>
	</html>

让线条动起来

当我们实现好线条剩下就需要让线条动起来，由于线条是通过灯罩的方式来实现的，让线条运动只需要让灯罩动起来就好

<!DOCTYPE html>
	<html>
	<head>
		<title>canvas实现不规则路径光效</title>
	</head>
	<style type="text/css">
		body {
			background: #000;
		}
		#wrap {
			position: absolute;
			width: 1200px;
			height: 600px
		}
	</style>
	<body>
		<div id="wrap">
			<canvas id="canvas" width="1200" height="600"></canvas>
		</div>
	</body>
	<script type="text/javascript">
		var path = 'M 10 80 L 77.5 60 L 145 80 L 280 100 L 500 80 L 600 120 L 800 80 L 950 120 L 950 200 L 930 250 L 950 300 L 950 500';
		var list = path.match(/([A-Z]([^A-Z]){1,})/g).map(item => {
			return {
				x: item.split(' ')[1],
				y: item.split(' ')[2],
				action: item.split(' ')[0],
			}
		});//获取每个点位置
		var step = 3;
		var x1, x2, y1, y2;//确定路径中最大最小点
		var timer;
		var canvas = document.getElementById('canvas');
		var ctx = canvas.getContext('2d');
		ctx.strokeStyle = 'rgba(255,255,255,1)';
		ctx.shadowColor = 'rgba(255,255,255,1)';
		ctx.lineCap = 'round';
		ctx.shadowBlur = 3;
		list.forEach(item => {
			x1 = !x1 || Number(item.x) < x1 ? Number(item.x) : x1;
			y1 = !y1 || Number(item.y) < y1 ? Number(item.y) : y1;
			x2 = !x2 || Number(item.x) > x2 ? Number(item.x) : x2;
			y2 = !y2 || Number(item.y) > y2 ? Number(item.y) : y2;
		});
		function drawPath() {
			ctx.lineWidth = 3;
			ctx.beginPath();
			list.forEach(item => {
				if(item.action == 'M') ctx.moveTo(item.x, item.y);
				if(item.action == 'L') ctx.lineTo(item.x, item.y);
			});
			//添加光效渐变
			var grd = ctx.createLinearGradient(arrLine[arrLine.length - 1].x, arrLine[arrLine.length - 1].y, arrLine[0].x, arrLine[0].y);
			grd.addColorStop(0, 'rgba(255, 255, 255, 0)');   //定义渐变线起点颜色
	        grd.addColorStop(1, 'rgba(255, 255, 255, 1)');  //定义渐变线结束点的颜色
	        ctx.strokeStyle = grd;
			ctx.stroke();
		}
		//设计合适的初始线条状态
		var arrLine = Array(10).fill(0).map((item, inx) => {
			return {
				x: x1 - 20 * inx,
				y: y1 + 30,
			}
		});
		//随时间变化图形路径
		function getArrLine() {
			var isEnd
			arrLine = arrLine.map(item => {
				var x = item.x;
				var y = item.y;
				if(x < x2 - 30) {
					x = x + step > x2 -30 ? x2 - 30 : x + step;
				} else if(x == x2 -30 && y < y2) {
					y = y + step > y2 ? y2 : y + step;
				} else {
					isEnd = true;
				}
				return {
					x,
					y
				}
			});
			isEnd && timer && cancelAnimationFrame(timer);
		}
		//绘制图形
		function drawLine() {
			//设置图形组合方式 默认source-over
			ctx.globalCompositeOperation = "destination-in";
			ctx.lineWidth = 70;
			ctx.beginPath();
			arrLine.forEach((item, inx) => {
				if(inx == 0) {
					ctx.moveTo(item.x, item.y);
				} else {
					ctx.lineTo(item.x, item.y);
				}
			})
			ctx.stroke();
		}

		function start() {
			ctx.clearRect(0, 0, 1200, 600);
			ctx.globalCompositeOperation = 'source-over';
			drawPath();
			drawLine();
			getArrLine();
			timer = requestAnimationFrame(start);
		}

		timer = requestAnimationFrame(start);

	</script>
	</html>

这种实现方式也有一定的条件限制，那就是路径可大体抽象成为一个有一定规律的图型或者线条，比如上面demo中路径可抽象成为一个矩形的两边，或者是2条连接的直线
我们必须从没有具体规则的路径中抽象出一个大体的规则，不同路径规则不同
上面的例子就是将不规则路径抽象成了一个直角的规则路径

可优化点

这边找到了2个可优化的点
1.时间方向上：为了让动画消耗较小，代码中的定时器已经用的是requestAnimationFrame, 但是由于光线的特殊性（自带模糊效果），为了性能更加，尝试了2次requestAnimationFrame调用一次绘图的方式，效果较前者未有明显区别
2.绘图方向上：从上图可发现，灯罩每次只圈出路径的一部分，故绘图中不需要每次都绘制全部路径，只需要找出灯罩前后的路径点，将这一段路径绘制出来就好

坑点

在完成这个动动画效果之后遇到一个至今原因不明的bug，随着屏幕放置时间的变长，动画越来越慢，打开任务管理器，未见内存泄漏或者cpu使用率过高。打开performance，发现页面调帧严重，屏幕帧数越来越低，单个Frame CPU time越来越长，范围来看，script和render和paint耗时未发生线性变化，只有system时间越来越来长，越来越长，期望能被大佬告知原因
一开始