JavaScript动画实例：粒子文本
1．粒子文本的实现原理
粒子文本的实现原理是：使用两张 canvas，一张是用户看不到的canvas1，用来绘制文本；另一张是用户看到的canvas2，用来根据canvas1中绘制的文本数据来生成粒子。
先在canvas1中用如下的语句绘制待显示的文本。
ctx1.font = '100px PingFang SC';
ctx1.textAlign = 'center';
ctx1.baseline = 'middle';
ctx1.fillText('Happy New Year',canvas1.width/2, canvas1.height/2);
然后使用canvas API的getImageData方法，获取一个ImageData对象，这个对象用来描述 canvas 指定区域内的像素数据。语句为：
var imgData = ctx1.getImageData(0, 0, canvas1.width, canvas1.height).data;
这样imgData中保存了canvas1指定区域内所有像素点的rgba值，它是一个数组。由于每个像素点有 rgba 四个值，所以这个数组的长度也就是“像素点数量 * 4”。
最后通过遍历imgData数组，可以判断在canvas1中，哪些点是有色彩的（处于文本中间），哪些点是没有色彩的（不在文本上），把那些有色彩的像素位置记下来，然后在用户可见canvas2上生成粒子并绘制粒子即可。具体编程遍历imgData数组时，可以根据透明度，也就是 rgba 中的第4个元素是否不为0来判断该像素是否在文本中。
为此，创建一个自定义的粒子类Particle，该类中每个粒子对象有坐标位置(x,y)、半径radius和颜色color等4个属性；有一个方法draw()，用于绘制粒子。
编写的HTML代码如下。
<html>
<head>
<title>普通粒子文本</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>
在浏览器中打开包含这段HTML代码的html文件，可以看到在浏览器窗口中绘制出如图1所示的粒子文本。
图1 skip=1时显示的粒子文本
由图1可以看出拼凑文本的粒子非常密集，这是因为程序中遍历的步长skip=1，这样扫描了canvas1指定区域内的所有像素点。实际上在形成粒子文本时，无需所有像素点一个像素一个像素地扫，可以增大skip值，使得最后产生的粒子稀疏些。
例如，将程序中的语句“skip=1”修改为“skip=4”，则在浏览器窗口中绘制出如图2所示的粒子文本。
图2 skip=4时显示的粒子文本
2．粒子文本的动态效果
了解了普通粒子文本的实现原理后，可以为拼凑文本的粒子添加一些动态动效。从2个方面着手。
（1）给粒子赋予一些随机的位移，避免看上去过于整齐。
（2）粒子的大小随机产生，在创建粒子时对粒子初始半径radius 进行random 取随机值。另外为了让粒子半径动态改变，增加一个属性dynamicRadius，代表粒子的渲染半径，它根据粒子的初始半径radius，采用三角函数进行平滑改变。
编写如下的HTML代码。
<html>
<head>
<title>粒子文本的动态效果</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>
在浏览器中打开包含这段HTML代码的html文件，可以看到在浏览器窗口中呈现出如图3所示的粒子文本动态效果。
图3 粒子文本的动态效果
