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  • 【Canvas】狗撵兔子和贝塞尔曲线

    先上图:

    代码:

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="utf-8">
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
    <head>
         <title>狗撵兔子与贝塞尔曲线</title>
         <style type="text/css">
         .centerlize{
            margin:0 auto;
            border:0px solid red;
            width:1200px;height:550px;
         }
    
         </style>
        </head>
    
         <body onload="draw();">
            <div class="centerlize">
                <canvas id="myCanvas" width="1200px" height="550px" style="border:1px dashed black;">
                    出现文字表示您的浏览器尚不支持HTML5 Canvas
                </canvas>
            </div>
         </body>
    </html>
    <script type="text/javascript">
    <!--
    // 画布宽度
    const WIDTH=1200;
    
    // 画布高度
    const HEIGHT=550;
    
    // 画布环境
    var context=0;    
    
    // 时间
    var t=0;
    
    // 画图前初始化
    function draw(){
        var canvas=document.getElementById('myCanvas');    
        canvas.width=WIDTH;
        canvas.height=HEIGHT;    
    
        context=canvas.getContext('2d');   
        
        // 进行屏幕坐标系到笛卡尔坐标系的变换,原点移动到画布中央,右方为X正向,上方为Y的正向
        context.translate(WIDTH/2,HEIGHT/2);
        context.rotate(getRad(180));
        context.scale(-1,1);
    
        slot=new Slot();
        
        animate();
    };
    
    //-------------------------------
    // 画图
    //-------------------------------
    function animate(){    
        t=0.5;
    
        slot.update(t);
        slot.paintBg(context);
        slot.paint(context);
    
        if(slot.getDistance()>1){        
            window.requestAnimationFrame(animate);
        }
    }
    
    //-------------------------------
    // Slot对象定义处
    //-------------------------------
    function Slot(){
        var obj=new Object;
    
        obj.rabbit={"x":0,"y":200,"speed":0.5,"cds":[]};
        obj.dog={"x":0,"y":0,"speed":1,"cds":[]};
    
        // 随时间更新狗兔位置
        obj.update=function(t){
    
        let d=this.getDistance();
            let sin=(this.rabbit.y-this.dog.y)/d;
            this.dog.y+=this.dog.speed*sin*t;
            let cos=(this.rabbit.x-this.dog.x)/d;
            this.dog.x+=this.dog.speed*cos*t;
    
            let arr2={"x":this.dog.x,"y":this.dog.y};
            this.dog.cds.push(arr2);
    
            this.rabbit.x+=this.rabbit.speed*t;
            let arr={"x":this.rabbit.x,"y":this.rabbit.y};
            this.rabbit.cds.push(arr);
    
            
        };
    
        // 求狗兔距离
        obj.getDistance=function(){
            var x=this.dog.x-this.rabbit.x;
            x=x*x;
            var y=this.dog.y-this.rabbit.y;
            y=y*y;
            
            return Math.sqrt(x+y);
        }
    
        // 画背景
        obj.paintBg=function(ctx){
            // 清屏
            ctx.clearRect(-WIDTH/2,-HEIGHT/2,WIDTH,HEIGHT);
            
            drawAxisX(ctx,-WIDTH/2,WIDTH/2,100);
            drawAxisY(ctx,-HEIGHT/2,HEIGHT/2,100);
    
            ctx.strokeStyle="yellow";
            ctx.moveTo(0,0);
            ctx.quadraticCurveTo(0,200,132.5,200);
            ctx.stroke();
    
            drawText(ctx,"绿线:兔子轨迹 红线:狗轨迹 黄线:贝塞尔曲线",500,200);
            drawText(ctx,"绘制:逆火狂飙",500,-200);
        };
    
        // 画前景
        obj.paint=function(ctx){
            paintCurve(ctx,"green",this.rabbit.cds);
    
            paintCurve(ctx,"red",this.dog.cds);
    
            let d=this.getDistance();
            if(d<=1){
                drawText(ctx," 结束点 x:"+this.rabbit.x+" y:"+this.rabbit.y,-500,200);
            }
        };
        
        return obj;
    }
    // 连点成线画曲线
    function paintCurve(ctx,color,cds){
        var SU=1;// Scale Unit
    
        ctx.strokeStyle = color;
        ctx.beginPath();        
        for(var i=0; i<cds.length; i++){  
            ctx.lineTo(cds[i].x*SU,cds[i].y*SU);
        }         
        ctx.stroke();
        ctx.closePath();
    }
    // 画横轴
    function drawAxisX(ctx,start,end,step){
        ctx.save();
        
        ctx.lineWidth=0.5;
        ctx.strokeStyle='navy';
        ctx.fillStyle='navy';
    
        // 画轴
        ctx.beginPath();
        ctx.moveTo(start, 0);
        ctx.lineTo(end, 0);
        ctx.stroke();
        ctx.closePath();
    
        // 画箭头
        ctx.beginPath();
        ctx.moveTo(end-Math.cos(getRad(15))*10, Math.sin(getRad(15))*10);
        ctx.lineTo(end, 0);
        ctx.lineTo(end-Math.cos(getRad(15))*10, -Math.sin(getRad(15))*10);
        ctx.stroke();
        ctx.closePath();
        
        // 画刻度
        var x,y;
        y=5;
        for(x=start;x<end;x+=step){
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(x, 0);
            ctx.lineTo(x, y);
            
            ctx.stroke();
            ctx.closePath();
    
            drawText(ctx,x+"",x,y-20);
        }
    
        ctx.restore();
    }
    // 画纵轴
    function drawAxisY(ctx,start,end,step){
        ctx.save();
        
        ctx.lineWidth=0.5;
        ctx.strokeStyle='navy';
        ctx.fillStyle='navy';
    
        var start=-300;
        var end=300;
    
        // 画轴
        ctx.beginPath();
        ctx.moveTo(0, start);
        ctx.lineTo(0, end);
        ctx.stroke();
        ctx.closePath();
    
        // 画箭头
        ctx.beginPath();
        ctx.moveTo(Math.sin(getRad(15))*10, end-Math.cos(getRad(15))*10);
        ctx.lineTo(0, end);
        ctx.lineTo(-Math.sin(getRad(15))*10, end-Math.cos(getRad(15))*10);
        ctx.stroke();
        ctx.closePath();
        
        // 画刻度
        var x,y;
        x=5;
        for(y=start;y<end;y+=step){
            ctx.beginPath();
            ctx.moveTo(x, y);
            ctx.lineTo(0, y);
            
            drawText(ctx,y+"",x-15,y);
    
            ctx.stroke();
            ctx.closePath();
        }
    }
    
    //-------------------------------
    // 角度得到弧度
    //-------------------------------
    function getRad(degree){
        return degree/180*Math.PI;
    }
    
    //-------------------------------
    // 得到颜色
    //-------------------------------
    function getColor(index){
        var arr=["green","skyblue","purple","#aa0000",
                 "orange","yellow","maroon","navy",
                 "red","blue","lime","teal","fuchsia",
                 "aqua","black"];
    
        if(index>arr.length){
            index=index % arr.length;
        }
    
        return arr[index];
    }
    
    //-------------------------------
    // 在笛卡尔坐标系中绘制文字
    //-------------------------------
    function drawText(ctx,text,x,y){
        ctx.save();
        ctx.translate(x,y)
        ctx.rotate(getRad(180))
        ctx.scale(-1,1)
    
        ctx.textBaseline="bottom";
        ctx.textAlign="center";
        ctx.fillText(text,0,0);
        ctx.restore();
    }
    //-->
    </script>

    小记:

    原以为狗撵兔子的曲线会和控制点为(0,200),结束点为(132.5,200)的贝塞尔二次曲线重合,结果却与预期不同。

    看来,狗撵兔子的曲线应该是摆线(最优降速线),而贝塞尔曲线不是摆线。这个结论有待日后证明。

    END

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/heyang78/p/15791224.html
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