canvas实现漂亮的下雨效果的示例-巨人网络通讯

说明

这篇文章说如何用canvas画出漂亮的下雨效果，先看看最后实现的效果吧。

效果图

解释

看图来分析下，我们需要实现哪些效果。
1、雨滴下落效果，移动鼠标控制下落方向
2、雨滴下落散成小水珠，小水珠的移动方向和鼠标移动方向相同
3、雨滴下落到鼠标坐标一定范围内，散成小水珠，同样的，小水珠的移动方向也和鼠标移动方向相同

好的，我们把整个效果大致拆分成三个效果，实现这三个效果，就完成了。

我们一步一步来实现。

1、雨滴下落效果，移动鼠标控制下落方向

实现整个效果的思路就是，

初始时

用一个数组保存雨滴对象。

一个雨滴对象里面有各个属性用来表示，雨滴的x坐标，y坐标，长度，下落速度，颜色，判断是否删除的标志位

更新动画时

往数组中添加一定数量的雨滴对象，然后遍历数组，修改每个雨滴对象的x坐标和y坐标，用canvas根据雨滴对象的坐标，画出两个点，连起来就是一个雨滴了。

所以实现效果的重点就在坐标上

初始化一个雨滴的时候

雨滴x坐标：一个随机数

雨滴y坐标：-100，这样是为了让雨滴从可视区域外进来

更新动画时

雨滴x坐标：原x坐标的值 + speed * speedx

speed 是一个固定的值，表示雨滴下落速度，

speedx 是一个和鼠标移动方向有关系的变量，speedx = speedx + (maxspeedx - speedx) / 50

而maxspeedx 是根据鼠标移动方向得到的一个值

maxspeedx = (e.clientX - canvasEl.clientWidth / 2) / (canvasEl.clientWidth / 2)，

e.clientX：鼠标距离可视区域左边的值

canvasEl.clientWidth：整个可视区域的宽度

也就是说 speedx 是一个逐渐接近maxspeedx 的值

maxspeedx 的取值范围是 -1 到 1，他的值越接近 -1，说明方向越向左，值越接近1，说明方向越向右。

为什么不直接用maxspeedx ？

这是为了让雨滴变化方向的速度不要那么快，不要跟随鼠标变化方向立即改变，要有点点的延迟，看上去更好些。

如果用maxspeedx ，是这样的效果

如果用speedx ，是这样的效果

雨滴y坐标：原y坐标的值 + speed

speed 和上面x坐标中提到的一样，是一个固定值，表示雨滴下落速度，

好的，最后就是用canvas根据雨滴对象的坐标，画两个点了，然后连起来，雨滴就画出来了

第一个点坐标比较简单，直接获取雨滴对象的x坐标和y坐标，就是这个点的坐标

第二个点的坐标：
x坐标 = 雨滴x坐标的值 + 雨滴长度 * speedx
y坐标 = 雨滴y坐标的值 + 雨滴长度

最后把这两个点连起来，就有一条线了，就是一个雨滴了

当设置x坐标时，又用上了变量 speedx，这是为了让雨滴方向和雨滴下落方向相同，

当不用 speedx时，是这样

当用上speedx时，是这样

2、雨滴下落散成小水珠，小水珠的移动方向和鼠标移动方向相同

这里的思路其实，和上面的效果有些相似

初始时

用一个数组保存小水珠对象。

一个小水珠，其实就是画一个圆弧。

一个小水珠对象里面有各个属性用来表示，小水珠的坐标，x轴移动速度，y轴移动速度，圆的半径，判断是否删除的标志位。

更新动画时

往数组中添加一定数量的小水珠对象，然后遍历数组，修改每个小水珠对象的x坐标和y坐标，用canvas根据小水珠对象的坐标属性和半径属性，画一个圆弧。

所以实现效果的重点还在坐标上

初始化一个小水珠的时候

小水珠是雨滴消失的时候出现的，所以小水珠的坐标也是根据雨滴的坐标来的，删除一个雨滴，就出现一些小水珠，而且小水珠的移动方向也是和雨滴下落方向，鼠标移动方向一样，所以还是会需要上面提到的变量 speedx，

小水珠x坐标：删除的雨滴x坐标 + 删除的雨滴长度 * speedx
小水珠y坐标：删除的雨滴y坐标 + 删除的雨滴长度

更新动画时

这里要用到小水珠对象的两个属性 vx（x轴的值的变化速度）和vy（y轴的值的变化速度），

小水珠的x坐标
vx = vx + speedx / 2
小水珠的x坐标 =原x坐标 + vx，

speedx：上面提到的和鼠标移动方向相关的一个变量，这里的作用就是用来控制小水珠的移动方向和其他方向相同
speedx / 2，除2是为了使让小水珠在x轴的移动距离短一点，看上去更真实点

小水珠的y坐标
vy = vy + gravity
小水珠的y坐标 = 原y坐标 + vy;，
vy：一个负数
gravity：重力，一个正数，完整代码里设置的是0.5
因为原y坐标是一个正数，这样小水珠y坐标的值，就会先减小后增大，这是为了实现小水珠会先上升后下降的效果，看图

最后就是用canvas根据小水珠的坐标属性和半径属性画圆弧就可以了，弧度是随机的

3、雨滴下落到鼠标坐标一定范围内，散成小水珠，同样的，小水珠的移动方向也和鼠标移动方向相同

确定图中圆的大小容易，假设圆的半径是35，我们能获取到鼠标的坐标，以鼠标的坐标为圆心，35为半径，就确定了圆的大小。

重点在于如何判断，雨滴是不是进入了这个范围，这就要用勾股定理了，看图。

因为雨滴是两个点连起来的一条线，要看雨滴是不是进入了这个范围内，就是看雨滴靠下边的点的坐标，到鼠标的直线距离是多少，就是图中AB线段的长度。

勾股定理：直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方。

AB = Math.sqrt(BCBC + AC AC)

BC = 雨滴x坐标 - 鼠标x坐标
AC = 雨滴y坐标 - 鼠标y坐标
Math.sqrt()方法用来计算一个数的平方根

我们知道雨滴到鼠标的直线距离后，和圆的半径比较下，大于半径就不在范围内，否则就是在了。
如果在范围内，就删除雨滴，画一些小水珠。

总结

要实现这个效果，麻烦的地方在于方向，雨滴方向，雨滴下落方向，小水珠移动方向，而这些都和鼠标移动方向相关，确定各种方向后，根据距离，用canvas不断的画线，画圆弧就行了。

完整代码

<!doctype html>
<html lang="en">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <style>
    * {
      margin: 0;
      padding: 0;
    }
  </style>
</head>
<body>
  <canvas id="canvas" style="position: absolute; height: 100%; width:100%;"></canvas>
  <script>
    window.onload = main;
    function main() {
      // 获取canvas元素
      var canvasEl = document.getElementById('canvas');
      var ctx = canvasEl.getContext('2d');
      // canvas画布的 背景颜色
      var backgroundColor = '#000';

      // canvas画布的宽 等于 可视区域的宽
      canvasEl.width = canvasEl.clientWidth;
      // canvas画布的高 等于 可视区域的高
      canvasEl.height = canvasEl.clientHeight;

      // 保存小水珠的数组
      // 雨滴下落后散成小水珠，小水珠就是一些圆弧
      var dropList = [];

      // 重力
      // 雨滴下落后散成小水珠，小水珠会先上升后下降，主要是因为 gravity 这个变量的缘故
      var gravity = 0.5;

      // 保存雨滴的数组
      // 每个雨滴 都是 画的一条线 
      var linelist = [];

      // 保存鼠标的坐标 
      // mousePos[0] 代表x轴的值，mousePos[1] 代表y轴的值 
      var mousePos = [0, 0];

      // 跟随鼠标， mouseDis 大小区域内的雨滴会消失，形成散落效果
      // 以mousePos为圆心，mouseDis为半径，这个范围内的雨滴 都会散开，形成许多小水珠
      var mouseDis = 35;

      // 更新一次动画，画lineNum 条雨滴，lineNum 值越大，下雨就越密集
      var lineNum = 3;

      // 跟随鼠标方向 变化下雨方向的 速度
      // 鼠标移动后，下雨的方向 会慢慢改变，主要靠speedx 这个变量
      var speedx = 0;

      // maxspeedx 为 speedx 可以取的最大值
      // 当 speedx = maxspeedx时，下雨方向 会 随鼠标移动方向立即改变
      var maxspeedx = 0;

      // 页面大小发生变化时，重置canvas画布大小
      window.onresize = function () {
        canvasEl.width = canvasEl.clientWidth;
        canvasEl.height = canvasEl.clientHeight;
      }

      //移动鼠标触发事件
      window.onmousemove = function (e) {
        //  设置mousePos 等于 鼠标坐标
        //  e.clientX 为距离 浏览器窗口可视区域 左边的距离
        //  e.clientY 为距离 浏览器窗口可视区域 上边的距离
        mousePos[0] = e.clientX;
        mousePos[1] = e.clientY;

        // 通过鼠标位置，设置 maxspeedx的值，取值范围是 -1 到 1
        // maxspeedx的值，关系到 
        // 1、雨滴的方向
        // 2、雨滴下落的方向
        // 3、雨滴下落方向 跟随 鼠标移动方向变化的速度
        // 4、小水珠的移动方向
        // 值越接近1，表示方向越向右
        // 值越接近-1，表示方向越向左
        maxspeedx = (e.clientX - canvasEl.clientWidth / 2) / (canvasEl.clientWidth / 2);
      }

      // 根据参数，返回一个rgb颜色，用于给雨滴设置颜色
      function getRgb(r, g, b) {
        return "rgb(" + r + "," + g + "," + b + ")";
      }

      // 画 一滴雨（一条线）
      function createLine(e) {
        // 随机生成 雨滴的长度
        var temp = 0.25 * (50 + Math.random() * 100);
        // 一个 line 对象，代表一个雨滴
        var line = {
          // 雨滴下落速度  
          speed: 5.5 * (Math.random() * 6 + 3),
          // 判断是否删除，值为true就删除
          die: false,
          // 雨滴x坐标 
          posx: e,
          // 雨滴y坐标 
          posy: -50,
          // 雨滴的长度
          h: temp,
          // 雨滴的颜色
          color: getRgb(Math.floor(temp * 255 / 75), Math.floor(temp * 255 / 75), Math.floor(temp * 255 / 75))
        };
        // 把创建好的line（雨滴）对象，添加到保存雨滴的数组
        linelist.push(line);
      }

      // 画一个小水珠（雨滴散开后的小水珠就是一个个的圆弧）
      function createDrop(x, y) {
        // 一个 drop 对象，代表一个圆弧
        var drop = {
          // 判断是否删除，值为true就删除
          die: false,
          // 圆弧圆心的x坐标 
          posx: x,
          // 圆弧圆心的y坐标 
          posy: y,
          // vx 表示 x轴的值 变化的速度
          vx: (Math.random() - 0.5) * 8,
          // vy 表示 y轴的值 变化的速度 取值范围：-3 到 -9
          vy: Math.random() * (-6) - 3,
          // 圆弧的半径
          radius: Math.random() * 1.5 + 1
        };
        return drop;
      }

      // 画一定数量的小水珠
      function madedrops(x, y) {
        // 随机生成一个数 maxi
        // maxi 代表要画小水珠的数量
        var maxi = Math.floor(Math.random() * 5 + 5);
        for (var i = 0; i < maxi; i++) {
          dropList.push(createDrop(x, y));
        }
      }

      // 开始调用update函数，更新动画
      window.requestAnimationFrame(update);
      // 更新动画
      function update() {
        // 如果保存小水珠的数组有内容
        if (dropList.length > 0) {
          // 遍历保存小水珠的数组
          dropList.forEach(function (e) {
            //设置e.vx，vx表示x坐标变化的速度
            // (speedx)/2 是为了，让小水珠 在x轴的移动距离短一点，看上去更真实点
            // 也使 小水珠的移动方向 和 雨滴方向，雨滴下落方向，鼠标移动方向相同
            e.vx = e.vx + (speedx / 2);
            e.posx = e.posx + e.vx;
            
            //设置e.vy，vy表示y坐标变化的速度
            // e.vy的范围是-3 到 -9，而这时e.posy（y坐标）一定是正值，所以 e.posy的值会先减小后增大
            // 也就是实现 雨滴散成小水珠，小水珠会先上升后下降的效果
            e.vy = e.vy + gravity;
            e.posy = e.posy + e.vy;

            // 如果 小水珠y坐标 大于 可视区域的高度，设置die属性为true
            // 小水珠如果超出可视区域就删除掉
            if (e.posy > canvasEl.clientHeight) {
              e.die = true;
            }
          });
        }

        // 删除 die属性为ture 的数组成员
        // 可视区域外的小水珠删除掉
        for (var i = dropList.length - 1; i >= 0; i--) {
          if (dropList[i].die) {
            dropList.splice(i, 1);
          }
        }

        // 设置下雨方向变换的速度，取值范围： -1 到 1
        // 当 speedx = maxspeedx时，下雨方向 会 随鼠标移动方向立即改变
        speedx = speedx + (maxspeedx - speedx) / 50;

        // 根据lineNum的值，画一定数量雨滴
        for (var i = 0; i < lineNum; i++) {
          // 调用createLine 函数，参数是雨滴x坐标
          createLine(Math.random() * 2 * canvasEl.width - (0.5 * canvasEl.width));
        }

        // 设置结束线，也就是雨滴散开 形成许多小水珠的位置
        var endLine = canvasEl.clientHeight - Math.random() * canvasEl.clientHeight / 5;

        // 遍历保存雨滴的数组
        linelist.forEach(function (e) {

          // 利用勾股定理 确定一个范围，在这个范围内雨滴会散开形成小水珠
          // e.posx + speedx * e.h 是雨滴x坐标
          // e.posy + e.h 是雨滴y坐标
          var dis = Math.sqrt(((e.posx + speedx * e.h) - mousePos[0]) * ((e.posx + speedx * e.h) - mousePos[0]) + (e.posy + e.h - mousePos[1]) * (e.posy + e.h - mousePos[1]));

          // 如果在mouseDis区域内，就删除雨滴，画一些小水珠（圆弧）
          // 实现鼠标碰到雨滴，雨滴散成小水珠的效果
          if (dis < mouseDis) {
            // 删除 雨滴
            e.die = true;
            // 画一些小水珠（圆弧）
            madedrops(e.posx + speedx * e.h, e.posy + e.h);
          }

          // 如果雨滴超过 结束线，删除雨滴，画一些小水珠（圆弧）
          if ((e.posy + e.h) > endLine) {
            e.die = true;
            madedrops(e.posx + speedx * e.h, e.posy + e.h);
          }

          // 如果 雨滴 y坐标 大于 可视区域的高度，设置die属性为true
          // 如果 雨滴 超出可视区域就删除掉
          if (e.posy >= canvasEl.clientHeight) {
            e.die = true;
          } else {
            // 逐渐增加 雨滴 y坐标的值
            e.posy = e.posy + e.speed;

            // 变化雨滴 x坐标
            // * speedx 用来控制雨滴 下落 方向
            // 使 雨滴下落方向 和 鼠标移动方向相同
            e.posx = e.posx + e.speed * speedx;
          }
        });

        // 删除 die属性为ture 的数组成员
        // 鼠标区域内的，超过结束线的，可视区域外的雨滴删除掉
        for (var i = linelist.length - 1; i >= 0; i--) {
          if (linelist[i].die) {
            linelist.splice(i, 1);
          }
        }

        // 渲染
        render();
        // 递归调用 update，实现动画效果
        window.requestAnimationFrame(update);
      }

      // 渲染
      function render() {
        // 画一个和可视区域一样大的矩形
        ctx.fillStyle = backgroundColor;
        ctx.fillRect(0, 0, canvasEl.width, canvasEl.height);

        // 画雨滴效果
        ctx.lineWidth = 5;
        linelist.forEach(function (line) {
          ctx.strokeStyle = line.color;
          ctx.beginPath();
          ctx.moveTo(line.posx, line.posy);

          // * speedx 用来控制雨滴方向
          // 使 雨滴方向 和 鼠标移动方向相同
          ctx.lineTo(line.posx + line.h * speedx, line.posy + line.h);
          ctx.stroke();
        });

        // 画雨滴散开形成小水珠效果
        ctx.lineWidth = 1;
        ctx.strokeStyle = "#fff";
        dropList.forEach(function (e) {
          ctx.beginPath();
          ctx.arc(e.posx, e.posy, e.radius, Math.random() * Math.PI * 2, 1 * Math.PI);
          ctx.stroke();
        });

        // 解开注释，可看见鼠标范围
        /*
          ctx.beginPath();
          ctx.arc(mousePos[0], mousePos[1], mouseDis, 0, 2 * Math.PI);
          ctx.stroke();
        */
      }
    }
  </script>
</body>

</html>

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