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canvas 實現光線沿不規則路徑運動

canvas 實現光線沿不規則路徑運動

此文章為原創,請勿轉載
1.svg實現
2.canvas實現
3.坑點

svg讓動畫沿著不規則路徑運動

查閱svg文件後發現,svg動畫運動有兩種實現方式,且都非常簡單,但對於100%實現設計師給出的效果有很大的距離

使用offset-path偏移路徑和offset-roate偏移角度讓元素沿著不規則路徑走

	<!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>路徑偏移</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>

此種方式的限制是滾動元素無法隨路徑進行沒有規律的變化

使用stroke-dasharray和stroke-dashoffset讓路徑邊線動起來

stroke-dasharray:設定shap和text 邊框虛線的實線長度與實線之間的間隔(虛線長度)
stroke-dashoffser:設定邊框線條相對於預設位置的偏移(正值:向左,負值: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>設定stroke-dasharray</h2>
	<b>storke-dasharray設定為80 ,此時實線和實線間隔一樣</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設定為80 320,此時實線和是實線間隔的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>設定stroke-dashoffset讓邊線相對於初始位置發生偏移</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>通過設定stroke-dasharray 和 stroke-dashoffset讓邊線動起來</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>

此種方式通過邊框偏移的效果可以設定跟隨路徑的滾線條,但是無法設定線條的光線效果,即實線的陰影和實線的漸變效果(漸變區域需隨著偏移路徑的變化而變化)

canvas實現線條延不規則路徑運動

線條實現

對於不規則路徑,如果直接用畫線條的方式實現光線,需要計算每一個開始點和結束點的位置,中間還可能存在轉折點,計算起來非常麻煩,不可取
故這邊採取canvas組合圖形的模式,取線條和一個圖形重疊部分(類似於燈罩)來實現光線效果
組合前

組合後

	<!DOCTYPE html>
	<html>
	<head>
		<title>canvas實現不規則路徑光效</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],
			}
		});//獲取每個點位置
		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() {
			//設定圖形組合方式 預設source-over
			ctx.globalCompositeOperation = "destination-in";
			ctx.lineWidth = 60;
			ctx.beginPath();
			ctx.moveTo(40, 80);
			ctx.lineTo(200, 80);
			ctx.stroke();
		}
		drawLine();

	</script>
	</html>

讓線條動起來

當我們實現好線條剩下就需要讓線條動起來,由於線條是通過燈罩的方式來實現的,讓線條運動只需要讓燈罩動起來就好

	<!DOCTYPE html>
	<html>
	<head>
		<title>canvas實現不規則路徑光效</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],
			}
		});//獲取每個點位置
		var step = 3;
		var x1, x2, y1, y2;//確定路徑中最大最小點
		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);
			});
			//新增光效漸變
			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)');   //定義漸變線起點顏色
	        grd.addColorStop(1, 'rgba(255, 255, 255, 1)');  //定義漸變線結束點的顏色
	        ctx.strokeStyle = grd;
			ctx.stroke();
		}
		//設計合適的初始線條狀態
		var arrLine = Array(10).fill(0).map((item, inx) => {
			return {
				x: x1 - 20 * inx,
				y: y1 + 30,
			}
		});
		//隨時間變化圖形路徑
		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);
		}
		//繪製圖形
		function drawLine() {
			//設定圖形組合方式 預設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>

這種實現方式也有一定的條件限制,那就是路徑可大體抽象成為一個有一定規律的圖型或者線條,比如上面demo中路徑可抽象成為一個矩形的兩邊,或者是2條連線的直線
我們必須從沒有具體規則的路徑中抽象出一個大體的規則,不同路徑規則不同
上面的例子就是將不規則路徑抽象成了一個直角的規則路徑

可優化點

這邊找到了2個可優化的點
1.時間方向上: 為了讓動畫消耗較小,程式碼中的定時器已經用的是requestAnimationFrame, 但是由於光線的特殊性(自帶模糊效果),為了效能更加,嘗試了2次requestAnimationFrame呼叫一次繪圖的方式,效果較前者未有明顯區別
2.繪圖方向上: 從上圖可發現,燈罩每次只圈出路徑的一部分,故繪圖中不需要每次都繪製全部路徑,只需要找出燈罩前後的路徑點,將這一段路徑繪製出來就好

坑點

在完成這個動動畫效果之後遇到一個至今原因不明的bug,隨著螢幕放置時間的變長,動畫越來越慢,開啟工作管理員,未見記憶體洩漏或者cpu使用率過高。開啟performance,發現頁面調幀嚴重,螢幕幀數越來越低,單個Frame CPU time越來越長,範圍來看,script和render和paint耗時未發生線性變化,只有system時間越來越來長,越來越長,期望能被大佬告知原因
一開始

到後來

解決的辦法較為...,光線每迴圈一個週期,我銷燬了之前的canvas並新建了canvas,上層規避了system time不知道為什麼越來越長的問題
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