在canvas里面基于随机点绘制一个多边形的方法
本篇文章为大家展示了在canvas里面基于随机点绘制一个多边形的方法,代码简明扼要并且容易理解,绝对能使你眼前一亮,通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。
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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: 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:
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新闻名称:在canvas里面基于随机点绘制一个多边形的方法
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