JavaScript動畫例項：粒子文字
1．粒子文字的實現原理
粒子文字的實現原理是：使用兩張 canvas，一張是使用者看不到的canvas1，用來繪製文字；另一張是使用者看到的canvas2，用來根據canvas1中繪製的文字資料來生成粒子。
先在canvas1中用如下的語句繪製待顯示的文字。
ctx1.font = '100px PingFang SC';
ctx1.textAlign = 'center';
ctx1.baseline = 'middle';
ctx1.fillText('Happy New Year',canvas1.width/2, canvas1.height/2);
然後使用canvas API的getImageData方法，獲取一個ImageData物件，這個物件用來描述 canvas 指定區域內的畫素資料。語句為：
var imgData = ctx1.getImageData(0, 0, canvas1.width, canvas1.height).data;
這樣imgData中儲存了canvas1指定區域內所有畫素點的rgba值，它是一個陣列。由於每個畫素點有 rgba 四個值，所以這個陣列的長度也就是“畫素點數量 * 4”。
最後通過遍歷imgData陣列，可以判斷在canvas1中，哪些點是有色彩的（處於文字中間），哪些點是沒有色彩的（不在文字上），把那些有色彩的畫素位置記下來，然後在使用者可見canvas2上生成粒子並繪製粒子即可。具體程式設計遍歷imgData陣列時，可以根據透明度，也就是 rgba 中的第4個元素是否不為0來判斷該畫素是否在文字中。
為此，建立一個自定義的粒子類Particle，該類中每個粒子物件有座標位置(x,y)、半徑radius和顏色color等4個屬性；有一個方法draw()，用於繪製粒子。
編寫的HTML程式碼如下。
<html>
<head>
<title>普通粒子文字</title>
</head>
<body>
<canvas id="myCanvas1" style="position: absolute; " hidden></canvas>
<canvas id="myCanvas2" style="position: absolute;"></canvas>
<script>
var canvas1=document.getElementById('myCanvas1');
ctx1= canvas1.getContext('2d');
var canvas2=document.getElementById('myCanvas2');
ctx2= canvas2.getContext('2d');
canvas1.width = canvas2.width = window.innerWidth;
canvas1.height = canvas2.height = window.innerHeight;
ctx1.font = '100px PingFang SC';
ctx1.textAlign = 'center';
ctx1.baseline = 'middle';
ctx1.fillText('Happy New Year',canvas1.width/2, canvas1.height/2);
var imgData = ctx1.getImageData(0, 0, canvas1.width, canvas1.height).data;
function Particle(x,y,radius,color)
{
this.x = x;
this.y = y;
this.radius = radius;
this.color = color;
}
Particle.prototype.draw= function()
{
ctx2.beginPath();
ctx2.arc(this.x, this.y, this.radius, 0, 2 * Math.PI, false);
ctx2.fillStyle = this.color;
ctx2.fill();
ctx2.closePath();
}
var particles = [];
var skip =1;
for (var y = 0; y < canvas1.height; y +=skip)
{
for (var x = 0; x < canvas1.width; x += skip)
{
var opacityIndex = (x + y * canvas1.width) * 4 + 3;
if (imgData[opacityIndex] > 0)
{
var hue = Math.floor(Math.random() * 360);
var color=`hsl(${hue}, 100%, 50%)`;
particles.push(new Particle(x,y,2,color));
}
}
}
for (var particle of particles)
{
particle.draw();
}
</script>
</body>
</html>
在瀏覽器中開啟包含這段HTML程式碼的html檔案，可以看到在瀏覽器視窗中繪製出如圖1所示的粒子文字。
圖1 skip=1時顯示的粒子文字
由圖1可以看出拼湊文字的粒子非常密集，這是因為程式中遍歷的步長skip=1，這樣掃描了canvas1指定區域內的所有畫素點。實際上在形成粒子文字時，無需所有畫素點一個畫素一個畫素地掃，可以增大skip值，使得最後產生的粒子稀疏些。
例如，將程式中的語句“skip=1”修改為“skip=4”，則在瀏覽器視窗中繪製出如圖2所示的粒子文字。
圖2 skip=4時顯示的粒子文字
2．粒子文字的動態效果
瞭解了普通粒子文字的實現原理後，可以為拼湊文字的粒子新增一些動態動效。從2個方面著手。
（1）給粒子賦予一些隨機的位移，避免看上去過於整齊。
（2）粒子的大小隨機產生，在建立粒子時對粒子初始半徑radius 進行random 取隨機值。另外為了讓粒子半徑動態改變，增加一個屬性dynamicRadius，代表粒子的渲染半徑，它根據粒子的初始半徑radius，採用三角函式進行平滑改變。
編寫如下的HTML程式碼。
<html>
<head>
<title>粒子文字的動態效果</title>
</head>
<body>
<canvas id="myCanvas1" style="position: absolute; " hidden></canvas>
<canvas id="myCanvas2" style="position: absolute;"></canvas>
<script>
var canvas1=document.getElementById('myCanvas1');
ctx1= canvas1.getContext('2d');
var canvas2=document.getElementById('myCanvas2');
ctx2= canvas2.getContext('2d');
canvas1.width = canvas2.width = window.innerWidth;
canvas1.height = canvas2.height = window.innerHeight;
ctx1.font = '120px PingFang SC';
ctx1.textAlign = 'center';
ctx1.baseline = 'middle';
ctx1.fillText('Happy New Year',canvas1.width/2, canvas1.height/2);
var imgData = ctx1.getImageData(0, 0, canvas1.width, canvas1.height).data;
function Particle(x,y,radius,color)
{
this.x = x;
this.y = y;
this.radius = radius;
this.color = color;
this.dynamicRadius = radius;
}
Particle.prototype.draw= function()
{
ctx2.beginPath();
ctx2.arc(this.x, this.y,this.dynamicRadius, 0, 2 * Math.PI, false);
ctx2.fillStyle = this.color;
ctx2.fill();
ctx2.closePath();
}
Particle.prototype.update= function()
{
this.dynamicRadius =3+2*Math.sin(new Date()/1000%1000*this.radius);
}
function random(min,max)
{
return Math.random() * ( max - min ) + min;
}
var particles = [];
var skip =4;
for (var y = 0; y < canvas1.height; y +=skip)
{
for (var x = 0; x < canvas1.width; x += skip)
{
var opacityIndex = (x + y * canvas1.width) * 4 + 3;
if (imgData[opacityIndex] > 0)
{
var hue = Math.floor(Math.random() * 360);
var color=`hsl(${hue}, 100%, 50%)`;
particles.push(new Particle(x+random(1,3),y+random(1,3),random(1,4),color));
}
}
}
for (var particle of particles)
{
particle.draw();
}
function loop()
{
requestAnimationFrame(loop);
ctx2.clearRect(0,0,canvas2.width,canvas2.height);
for (var particle of particles)
{
particle.update();
particle.draw();
}
}
loop();
</script>
</body>
</html>
在瀏覽器中開啟包含這段HTML程式碼的html檔案，可以看到在瀏覽器視窗中呈現出如圖3所示的粒子文字動態效果。
圖3 粒子文字的動態效果