canvas里面如何基于随机点绘制一个多边形的方法

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了canvas里面如何基于随机点绘制一个多边形的方法前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

起因

今天在学习《HTML5+Javascript动画基础》这本书的时候,在第八章的第三节讲到如何用三个弹簧连接三个点来做拉伸运动。

在做完例子之后,就想到如果是四个点,五个点,怎么样。

就改写了一下代码,把点的数目变量化。最终的效果是能实现各个点最终的拉伸运动到平衡,可是点之间的连线不是很好看,有些是交叉的。

于是就想着能不能优化这一块。

旋转连线

前面例子里面的点,都是随机位置,所以连线不可控。所以想先从这块着手。

先以某一个点为参照点,获得其他点相对于这个点的角度。

然后按照角度从小到大的去连接这些点,这样就能画出一个正常的多边形了。

大致实现代码如下:

let balls = [];
let ballNum = 6;
let firstBall = null;
while(ballNum--) {
let ball = new Ball(20, parseColor(Math.random() * 0xffffff))
ball.x = Math.random() * width;
ball.y = Math.random() * height;
balls.push(ball)
 
if (!firstBall) {
firstBall = ball
ball.angle = 0
} else {
const dx = ball.x - firstBall.x,
dy = ball.y - firstBall.y;
 
ball.angle = Math.atan2(dy, dx);
}
}
 
// 尝试让球连线是一个正多边形
balls = balls.sort((ballA, ballB) => {
return ballA.angle - ballB.angle
})

这样在最后绘制连线的时候,遍历数组就能按照角度从小到大来绘制了。

效果如下:

这样是能极大的减少交叉线的情况,可还是无法完全避免。

接下来,想尝试优化这个方案,比如angle用Math.abs来取正,或者每一个点都找夹角最小的点来连线。可是结果都不行,无法避免交叉线。

基于中心点旋转

后面又想到一个思路,如果能确定多边形的中心点,那么分别计算所有点相对于中心点的夹角,就能以顺时针或者逆时针来连接这些点。

可是在网上找了半天,所有点算法里面,都是要求有一系列按某个时针顺序排列的点。

可是如果我有这些点,就已经能绘制多边形了。只好放弃

X轴两极点分割

无奈之下只好找Google,然后就发现了知乎上的一个答案挺好的: nofollow" target="_blank" href="https://www.zhihu.com/question/27497617/answer/36880449">如何将平面上无序的一组点连成一个简单多边形?

具体算法描述,大家看那个答案就好,我就不赘述了。

不过在连接上链和下链的时候,其实只要保证上链是X轴降序连接,下链是X轴升序连接即可(以逆时针方向绘制)。至于X轴相同的点,不管是优先Y轴大的还是小的都可以。

实现的时候,是严格按照答案里面的算法实现的。

在判断一个点是属于上链还是下链的时候,一开始想的是基于两点确定直线的函数方程,再引入点的坐标来计算。不过后面想到,所有的点都以最左边的极点来计算斜角,然后根据角度大小来划分,视觉上更好理解。

大致代码如下:

let balls = [];
let tempBalls = [];
let ballNum = 6;
let isDragingBall = false;
 
while(ballNum--) {
let ball = new Ball(10, parseColor(Math.random() * 0xffffff))
ball.x = Math.random() * width;
ball.y = Math.random() * height;
tempBalls.push(ball)
}
 
// 让点按X轴升序排序
tempBalls = tempBalls.sort((ballA, ballB) => {
return ballA.x - ballB.x
})
 
// 找X轴左右极点
let firstBall = tempBalls[0],
lastBall = tempBalls[tempBalls.length -1];
let smallXBalls = tempBalls.filter(ball => ball.x === firstBall.x),
bigXBalls = tempBalls.filter(ball => ball.x === lastBall.x)
 
// 处理左右极点有多个的情况
if (smallXBalls.length > 1) {
smallXBalls.sort((ballA, ballB) => {
return ballB.y - ballA.y
})
}
if (bigXBalls.length > 1) {
bigXBalls.sort((ballA, ballB) => {
return ballB.y - ballA.y
})
}
 
firstBall = smallXBalls[0]
lastBall = bigXBalls[0]
 
// 获得极点连线的角度
let splitLineAngle = Math.atan2(lastBall.y - firstBall.y, lastBall.x - firstBall.x);
let upperBalls = [],
lowerBalls = [];
 
// 所有其他点跟firstBall计算角度
// 大于splitLineAngle的都是下链
// 其他是上链
tempBalls.forEach(ball => {
if (ball === firstBall || ball === lastBall) {
return false
}
let angle = Math.atan2(ball.y - firstBall.y, ball.x - firstBall.x);
if (angle > splitLineAngle) {
lowerBalls.push(ball)
} else {
upperBalls.push(ball)
}
})
 
// 处理X轴相同情况的排序
lowerBalls = lowerBalls.sort((ballA, ballB) => {
if (ballA.x !== ballB.x) {
return ballA.x - ballB.x
}
return ballB.y - ballA.y
})
 
upperBalls = upperBalls.sort((ballA, ballB) => {
if (ballA.x !== ballB.x) {
return ballB.x - ballA.x
}
return ballB.y - ballB.x
})
 
// 逆时针连接所有的点
balls = [firstBall].concat(lowerBalls, [lastBall], upperBalls)
 
balls = balls.map((ball, i) => {
ball.text = i + 1;
return ball
})

最终返回的balls,就是按逆时针排序的多边形的点了。

效果如下:

各个球的内部状态如下:

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持编程之家。

原文链接:https://www.f2er.com/html5/15603.html

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