HTML5 OO实践

简介

人工智能(Artificial Intelligence) ，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。本篇从严格意义上说属于人工智能的范畴，但也是基础中的基础。本篇的目的是要赋予小球解散和集合两项基本指令（智商），本篇内容中相关算法适用于子弹追踪等塔防类游戏当中。

基础类

二维向量(2D vector)可谓2D游戏或是动画里最常用型别了。这里二维向量用Vector2类实现，用(x, y)表示。 Vector2亦用来表示空间中的点(point)，而不另建类。先看代码：

 1  (function(window) {

 2     var Vector2 = function(x, y) {

 3         this.x = x || 0;

 4         this.y = y || 0;

 5     };

 6     Vector2.prototype = {

 7         set: function(x, y) {

 8             this.x = x;

 9             this.y = y;

             return this;

         },

         sub: function(v) {

             return new Vector2(this.x - v.x, this.y - v.y);

         },

         multiplyScalar: function(s) {

             this.x *= s;

             this.y *= s;

             return this;

         },

         divideScalar: function(s) {

             if (s) {

                 this.x /= s;

                 this.y /= s;

             } else {

                 this.set(0, 0);

             }

             return this;

         },

         length: function() {

             return Math.sqrt(this.lengthSq());

         },

         normalize: function() {

             return this.divideScalar(this.length());

         },

         lengthSq: function() {

             return this.x * this.x + this.y * this.y;

         },

         distanceToSquared: function(v) {

             var dx = this.x - v.x,

             dy = this.y - v.y;

             return dx * dx + dy * dy;

         },

         distanceTo: function(v) {

             return Math.sqrt(this.distanceToSquared(v));

         },

         setLength: function(l) {

             return this.normalize().multiplyScalar(l);

         }

     };

     window.Vector2 = Vector2;

 } (window));

使用该类需要特别注意和区分的地方是：

它什么时候代表点、什么时候代表向量。

当其代表向量的时候，它的几何意义是什么？

不能把其当成一个黑盒来调用，需要知其然并知其所以然。

在下面的使用的过程当中，我会特别标注其代表点还是向量；代表向量时，其几何意义是什么？

给小球赋予智商，顾名思义需要小球类：

(function(window) {
    var Ball = function(r, v, p, cp) {
        this.radius = r;
        this.velocity = v;
        this.position = p;
        this.collectionPosition = cp
    }
    Ball.prototype = {
        collection: function(v) {
            this.velocity = this.collectionPosition.sub(this.position).setLength(v)
        },
        disband: function() {
            this.velocity = new Vector2(MathHelp.getRandomNumber( - 230, 230), MathHelp.getRandomNumber( - 230, 230))
        }
    }
    window.Ball = Ball
} (window)); 

其中

小球拥有4个属性，分别是：radius半径、velocity速度（Vector2）、position位置(Vector2)、collectionPosition集合点/小球的家(Vector2)。

小球拥有2个方法，分别是：collection集合、disband解散。

小球的集合方法所传递的参数为集合的速度，因为小球都有一个集合点的属性，所以这里不用再传入集合点/家给小球。

这里详细分析一下collection方法，这也是整个demo的关键代码。

collection: function (v) {
 this.velocity =this.collectionPosition.sub(this.position).setLength(v);
}, 

因为setLength设置向量的长度：

setLength: function (l) {
 return this.normalize().multiplyScalar(l);

 } 

所以collection可以改成：

  this.velocity = this.collectionPosition.sub(this.position).normalize().multiplyScalar(v);

normalize是获取单位向量，也可以改成：

this.collectionPosition.sub(this.position).divideScalar(this.length()).multiplyScalar(v);   

整个Vector2黑盒就全部展现出来，其整个过程都是向量的运算，代表含义如下所示：

this.collectionPosition

                          .sub(this.position)                获取小球所在位置指向小球集合位置的向量；

                          .divideScalar(this.length()) 得到该向量的单位向量；
                           .multiplyScalar(v);               改变该向量的长度。

最后把所得到的向量赋给小球的速度。
上面我们还是用到了解散方法，其过程是帮小球生成一个随机速度，用到了MathHelp类的一个静态方法：

(function (window) {
 var MathHelp = {};
 MathHelp.getRandomNumber = function (min, max) {
 return (min + Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)));
 }
 window.MathHelp = MathHelp;

} (window)); 

粒子生成

写了Vector2、Ball、MathHeper三个类之后，终于可以开始实现一点东西出来！

 1 var ps = [],
 2 balls = [];
 3 function init(tex) {
 4     balls.length = 0;
 5     ps.length = 0;
 6     cxt.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
 7     cxt.fillStyle = "rgba(0,0,0,1)";
 8     cxt.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
 9     cxt.fillStyle = "rgba(255,255,255,1)";
     cxt.font = "bolder 160px 宋体";
     cxt.textBaseline = 'top';
     cxt.fillText(tex, 20, 20);
 
     //收集所有像素
     for (y = 1; y < canvas.height; y += 7) {
         for (x = 1; x < canvas.width; x += 7) {
             imageData = cxt.getImageData(20 + x, 20 + y, 1, 1);
             if (imageData.data[0] > 170) {
                 ps.push({
                     px: 20 + x,
                     py: 20 + y
                 })
             }
         }
     };
     cxt.fillStyle = "rgba(0,0,0,1)";
     cxt.fillRect(20, 20, canvas.width, canvas.height);
 
     //像素点和小球转换
     for (var i in ps) {
         var ball = new Ball(2, new Vector2(0, 0), new Vector2(ps[i].px, ps[i].py), new Vector2(ps[i].px, ps[i].py));
         balls.push(ball);
     };
 
     cxt.fillStyle = "#fff";
     for (i in balls) {
         cxt.beginPath();
         cxt.arc(balls[i].position.x, balls[i].position.y, balls[i].radius, 0, Math.PI * 2, true);
         cxt.closePath();
         cxt.fill();
     }
 
     //解散：生成随机速度
     for (var i in balls) {
         balls[i].disband();
     }

 } 

其中分三个步骤：收集所有像素、 像素点和小球转换、生成随机速度。整个demo我们需要一个loop:

 1 var time = 0;
 2 var cyc = 15;
 3 var a = 80;
 4 var collectionCMD = false;
 5 setInterval(function() {
 6     cxt.fillStyle = "rgba(0, 0, 0, .3)";
 7     cxt.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
 8     cxt.fillStyle = "#fff";
 9     time += cyc;
     for (var i in balls) {
         if (collectionCMD === true && balls[i].position.distanceTo(balls[i].collectionPosition) < 2) {
             balls[i].velocity.y = 0;
             balls[i].velocity.x = 0;
         }
     }
 
     if (time === 3000) {
         collectionCMD = true;
         for (var i in balls) {
             balls[i].collection(230);
         }
     }
     if (time === 7500) {
         time = 0;
         collectionCMD = false;
         for (var i in balls) {
             balls[i].disband();
         }
     }
 
     for (var i in balls) {
         cxt.beginPath();
         cxt.arc(balls[i].position.x, balls[i].position.y, balls[i].radius, 0, Math.PI * 2, true);
         cxt.closePath();
         cxt.fill();
         balls[i].position.y += balls[i].velocity.y * cyc / 1000;
         balls[i].position.x += balls[i].velocity.x * cyc / 1000;
     }
 },

 cyc);  

这里使用time整体控制，使其无限loop。ps:这里还有一点不够OO的地方就是应当为ball提供一个draw方法。

其中的balls[i].position.distanceTo(balls[i].collectionPosition) 代表了点与点之间的距离，这里判断小球是否到了集合点或家。这里其几何意义就不再向量了。

在线演示

这你也敢叫人工智能？ok，未完待续......