用HTML5 Canvas制作摆动的树
下载源代码
〖 作者：cyclegtx 〗〖 发布日期：2014-07-05 〗
根据工作的需要，制作一个摆动的树做为页面的背景。为了增加页面的交互性，我又为背景中的树增加了鼠标（触控）事件，使他能够根据鼠标（触控）做出相应的动作，当手指做上下或者左右滑动的时候树会跟着摆动。先看看最终效果。
Step1.完成HTML页面，新建一个Tree类
完成HTML页面后新建一个Tree类用来记录树的各个属性。其中x,y为树根部的坐标值，branchLen,branchWidth分别是树枝的长度与宽度，depth为树枝的层数，canvas用来接页面中的canvas元素（默认是ID为canvas的元素）。
<html>
<meta charset="utf-8" />
<head>
<style>
body {
margin: 0
background: #7ACFFA
}
#canvas {
position: absolute
top: 0left: 0
}
</style></head><body>
<canvas id="canvas" width="1" height="1"></canvas>
<script type='text/javascript'>
window.requestAnimFrame = (function(){
return window.requestAnimationFrame ||
window.webkitRequestAnimationFrame ||
window.mozRequestAnimationFrame ||
function( callback ){
window.setTimeout(callback, 1000 / 60)
}
})()
var canvas = document.getElementById('canvas')
var ctx = canvas.getContext('2d')
canvas.width = window.innerWidth
canvas.height = window.innerHeight
function Tree(x,y,branchLen,branchWidth,depth,canvas){
this.canvas = canvas || document.getElementById('canvas')
this.ctx = this.canvas.getContext('2d')
this.x = x||0
this.y = y||0
this.branchLen = branchLen||0
this.branchWidth = branchWidth||0
var depth = depth || 5
}
</script>
</body></html>
Step2.添加drawRoot方法，用来绘制树干
首先在drawRoot中画第一个枝干。drawRoot的参数意义同上。并且在Tree类的构造函数中运行drawRoot并把Tree接受到的参数传入。最后new一个Tree类，使树根位于屏幕的底部正中心，树枝长100px，树枝宽度为8px，树枝层数为8层（暂时用不上）。
var atree = new Tree(canvas.width/2-4,canvas.height,100,8,8,canvas)
在drawRoot中我们需要用lineTo()画出树枝。树枝的起始的坐标值(x,y)已经给出，结束的坐标值(toX,toY)需要进行计算。第一个画的是树干，由于树干垂直于地面所以结束坐标toX等于初始坐标x,而结束坐标toY等于初始y减去树干长度branchLen(注意坐标的0,0点在canvas的左上角)。
var toX = xvar toY = y-branchLen
function Tree(x,y,branchLen,branchWidth,depth,canvas){
this.canvas = canvas || document.getElementById('canvas')
this.ctx = this.canvas.getContext('2d')
this.x = x||0
this.y = y||0
this.branchLen = branchLen||0
this.branchWidth = branchWidth||0
var depth = depth || 5
this.drawRoot(this.x,this.y,this.branchLen,this.branchWidth)
}
Tree.prototype.drawRoot = function(x,y,branchLen,branchWidth){
var toX = x
var toY = y-branchLen
this.ctx.save()
this.ctx.strokeStyle="rgba(37, 141, 194, 0.93)"
this.ctx.beginPath()
this.ctx.lineCap = "butt"
this.ctx.lineJoin="round"
this.ctx.lineWidth = branchWidth
this.ctx.moveTo(x,y)
this.ctx.lineTo(toX,toY)
this.ctx.closePath()
this.ctx.stroke()
this.ctx.restore()
}
var atree = new Tree(canvas.width/2-4,canvas.height,100,8,8,canvas)
运行代码：
Step3.添加drawBranch方法，用来绘制树枝
drawBranch同样是根据初始与结束坐标画出一条直线代表树枝。与树干不同的是树枝不再是垂直与地面而是与树干保持一定的角度，而且树枝的初始值是树干的结束点(toX,toY)。所以在drawBranch中我们加入新参数angle用来表示树枝与树干的垂直夹角α，这样就可以根据α算出toX与toY。请看图。
这样我们在画完树干后再分别画两个不同角度的树枝，一个是30°一个-30°。并将传给树枝的宽度branchWidth减小一个像素，使其与树干粗细不同。
Tree.prototype.drawRoot = function(x,y,branchLen,branchWidth){
var toX = x
var toY = y-branchLen
this.ctx.save()
this.ctx.strokeStyle="rgba(37, 141, 194, 0.93)"
this.ctx.beginPath()
this.ctx.lineCap = "butt"
this.ctx.lineJoin="round"
this.ctx.lineWidth = branchWidth
this.ctx.moveTo(x,y)
this.ctx.lineTo(toX,toY)
this.ctx.closePath()
this.ctx.stroke()
this.ctx.restore()
this.drawBranch(toX,toY,branchLen,branchWidth-1,30)
this.drawBranch(toX,toY,branchLen,branchWidth-1,-30)
}
Tree.prototype.drawBranch = function(x,y,branchLen,branchWidth,angle){
var angle = angle || 0
var radian = (90-angle)*(Math.PI/180)
var toX = x+Math.cos(radian)*branchLen
var toY = y-Math.sin(radian)*branchLen
this.ctx.save()
this.ctx.strokeStyle="rgba(37, 141, 194, 0.93)"
this.ctx.beginPath()
this.ctx.lineCap = "butt"
this.ctx.lineJoin="round"
this.ctx.lineWidth = branchWidth
this.ctx.moveTo(x,y)
this.ctx.lineTo(toX,toY)
this.ctx.closePath()
this.ctx.stroke()
this.ctx.restore()
}
运行代码：
Step4.修改drawBranch函数，重复画树枝
在drawBranch函数的最后再次调用两次drawBranch
this.drawBranch(toX,toY,branchLen,branchWidth-1,angle+30)
this.drawBranch(toX,toY,branchLen,branchWidth-1,angle-30)
使其调用自己完成递归,注意这里传入的角度是在之前的角度的基础上在增加或者减少30度。
为了使递归停下来我们需要一个停止条件，就是之前一直没有用到的depth参数。我们在每次画下一层之前使其减1表示已经完成了一层树枝的绘制，直至depth减小到0表示绘制完所有的层数。
function Tree(x,y,branchLen,branchWidth,depth,canvas){
this.canvas = canvas || document.getElementById('canvas')
this.ctx = this.canvas.getContext('2d')
this.x = x||0
this.y = y||0
this.branchLen = branchLen||0
this.branchWidth = branchWidth||0
var depth = depth || 5
this.drawRoot(this.x,this.y,this.branchLen,this.branchWidth,depth)
}
Tree.prototype.drawRoot = function(x,y,branchLen,branchWidth,depth){
var toX = x
var toY = y-branchLen
var depth = depth||5
this.ctx.save()
this.ctx.strokeStyle="rgba(37, 141, 194, 0.93)"
this.ctx.beginPath()
this.ctx.lineCap = "butt"
this.ctx.lineJoin="round"
this.ctx.lineWidth = branchWidth
this.ctx.moveTo(x,y)
this.ctx.lineTo(toX,toY)
this.ctx.closePath()
this.ctx.stroke()
this.ctx.restore()
depth--
if(depth>0){
this.drawBranch(toX,toY,branchLen,branchWidth-1,30,depth)
this.drawBranch(toX,toY,branchLen,branchWidth-1,-30,depth)
}
}
Tree.prototype.drawBranch = function(x,y,branchLen,branchWidth,angle,depth){
var angle = angle || 0
var radian = (90-angle)*(Math.PI/180)
var toX = x+Math.cos(radian)*branchLen
var toY = y-Math.sin(radian)*branchLen
this.ctx.save()
this.ctx.strokeStyle="rgba(37, 141, 194, 0.93)"
this.ctx.beginPath()
this.ctx.lineCap = "butt"
this.ctx.lineJoin="round"
this.ctx.lineWidth = branchWidth
this.ctx.moveTo(x,y)
this.ctx.lineTo(toX,toY)
this.ctx.closePath()
this.ctx.stroke()
this.ctx.restore()
depth--
if(depth>0){
this.drawBranch(toX,toY,branchLen,branchWidth-1,angle+30,depth)
this.drawBranch(toX,toY,branchLen,branchWidth-1,angle-30,depth)
}
}
运行代码：
由于树之间角度过大，而且所有树枝长度都相等，看起来并不像一棵树。所以我们需要在Tree的构造函数中加入几个参数用来调整树的姿态。
function Tree(x,y,branchLen,branchWidth,depth,canvas){
......
this.branchLenFactor = 0.8
this.rootLenFactor = 1.2
this.branchAngle = 20
......
}
branchLenFactor:画每一层树枝的时候乘在branchLen上面，用来控制树枝长度。rootLenFactor:画树根的时候乘在branchLen上面，用来控制树根长度。branchAngle: 用来控制树枝之间的角度
Tree.prototype.drawRoot = function(x,y,branchLen,branchWidth,depth){
var toX = x
var toY = y-branchLen*this.rootLenFactor
var depth = depth||5
this.ctx.save()
this.ctx.strokeStyle="rgba(37, 141, 194, 0.93)"
this.ctx.beginPath()
this.ctx.lineCap = "butt"
this.ctx.lineJoin="round"
this.ctx.lineWidth = branchWidth
this.ctx.moveTo(x,y)
this.ctx.lineTo(toX,toY)
this.ctx.closePath()
this.ctx.stroke()
this.ctx.restore()
depth--
if(depth>0){
this.drawBranch(toX,toY,branchLen*this.branchLenFactor,branchWidth-1,this.branchAngle,depth)
this.drawBranch(toX,toY,branchLen*this.branchLenFactor,branchWidth-1,-this.branchAngle,depth)
}
}
Tree.prototype.drawBranch = function(x,y,branchLen,branchWidth,angle,depth){
var angle = angle || 0
var radian = (90-angle)*(Math.PI/180)
var toX = x+Math.cos(radian)*branchLen
var toY = y-Math.sin(radian)*branchLen
this.ctx.save()
this.ctx.strokeStyle="rgba(37, 141, 194, 0.93)"
this.ctx.beginPath()
this.ctx.lineCap = "butt"
this.ctx.lineJoin="round"
this.ctx.lineWidth = branchWidth
this.ctx.moveTo(x,y)
this.ctx.lineTo(toX,toY)
this.ctx.closePath()
this.ctx.stroke()
this.ctx.restore()
depth--
if(depth>0){
this.drawBranch(toX,toY,branchLen*this.branchLenFactor,branchWidth-1,angle+this.branchAngle,depth)
this.drawBranch(toX,toY,branchLen*this.branchLenFactor,branchWidth-1,angle-this.branchAngle,depth)
}
}
运行代码：(查看效果）
用html5开发随机生成的大树，你应该没想到40+行代码就可以搞定了吧~接下来就跟大家说说这棵大树是如何在html5开发中实现的。同样必须要有html容器。新建Index.html，代码如下:
<、html>
1 <、head>
2 <、meta http-equiv="Content-Type" content="text/htmlcharset=UTF-8" />
3 <、title>canvas tree
4 <、/head>
5 <、body>
6 <、script type="text/javascript" src="tree.js">
7 <、/body>
8 <、/html>
接下来咱们开始tree.js:
、var canvas = document.createElement("canvas")
9 var ctx = canvas.getContext("2d")
10 canvas.width = 640
11 canvas.height = 480
12 document.body.appendChild(canvas)
代码很好理解，创建一个canvas画布，然后选择为2d画布，设置长宽，最后将这个画布添加到body标签下。
这个脚本最重要的函数在下面，大树就是递归调用这个函数实现的，调用一次画一条线段:
var drawTree = function (ctx, startX, startY, length, angle, depth, branchWidth){
13 var rand = Math.random,
14 newLength, newAngle, newDepth, maxBranch = 3,
15 endX, endY, maxAngle = 2 * Math.PI / 4,
16 subBraches
17 ctx.beginPath()
18 ctx.moveTo(startX, startY)
19 endX = startX + length * Math.cos(angle)
20 endY = startY + length * Math.sin(angle)
21 ctx.lineCap = 'round'
22 ctx.lineWidth = branchWidth
23 ctx.lineTo(endX, endY)
24 if (depth <= 2){
25 ctx.strokeStyle = 'rgb(0,' + (((rand() * 64) + 128) >>0) + ',0)'
26 } else {
27 ctx.strokeStyle = 'rgb(' + (((rand() * 64) + 64) >>0) + ',50,25)'
28 }
29 ctx.stroke()
30 newDepth = depth - 1
31 if (!newDepth)
32 return
33 subBranches = (rand() * (maxBranch - 1)) + 1
34 branchWidth *= 0.7
35 for (var i = 0i <subBranchesi++){
36 newAngle = angle + rand() * maxAngle - maxAngle * 0.5
37 newLength = length * (0.7 + rand() * 0.3)
38 drawTree(ctx, endX, endY, newLength, newAngle, newDepth, branchWidth)
39 }
40 }
接下来一点点解释:
首先，解释下各个变量的含义。ctx就是前面我们的2d画布startX是线段开始的横坐标，同理startY是纵坐标length是线段长度angle是角度depth是深度，叶子深度为1，树干为12(可自己设定)branchWidth就线段的粗细。有了这些信息，其实就描述了一个线段，通过这些信息我们才能画一个线段。
接下来又很可耻地一大段定义:
var rand = Math.random,
41 newLength, newAngle, newDepth, maxBranch = 3,
42 endX, endY, maxAngle = 2 * Math.PI / 4,
43 subBraches
rand其实就是随机一个0~1之间的实数，顾名思义，接下来这些new的就是下一节线段的各种参数。maxBranch就是最多有3个分叉，最大的角度 PI/2 即为，下一级调整角度在90%范围内。subBranches就是分叉的个数。
好了，重要可以画了:
ctx.beginPath()
44 ctx.moveTo(startX, startY)
45 endX = startX + length * Math.cos(angle)
46 endY = startY + length * Math.sin(angle)
47 ctx.lineCap = 'round'
48 ctx.lineWidth = branchWidth
49 ctx.lineTo(endX, endY)
beginPath()表示告诉浏览器“我要开始画了!”，把之前的记录放弃了，这点有点像ps。moveTo()把光标移动到(startX, startY)，再计算终点坐标，endX,endY，有点像高中学的参数方程。然后告诉浏览器，lineCap要round,线段的两头要是圆形的。有多粗呢?等于branchWidth。线段一直画到(endX, endY)。
if (depth <= 2){
50 ctx.strokeStyle = 'rgb(0,' + (((rand() * 64) + 128) >>0) + ',0)'
51 } else {
52 ctx.strokeStyle = 'rgb(' + (((rand() * 64) + 64) >>0) + ',50,25)'
53 }
如果是已经画到了最后两级，即为叶子，那么就rgb就为(0, 128~192, 0)(rgb代表颜色，分别为红绿蓝，red green blue)。还没的话，就在(64~128, 50 ,25)中取。大家可能发现了，rgb必须为整数，但是rand()只能rand实数。大家其实也注意到了有个” >>0″，js当中表示位运算，整体向右移动n位，0就是移动0位。其实它的作用和Math.floor()一样，但是速度更快。
动手画!
ctx.stroke()
这个线段就画好了，是时候准备下它的分叉的时候了。
newDepth = depth - 1
54 if (!newDepth)
55 return
如果这个线段是最后一级，就没有分叉了，也是一个递归的终止条件。
subBranches = (rand() * (maxBranch - 1)) + 1
56 branchWidth *= 0.7
57 for (var i = 0i <subBranchesi++){
58 newAngle = angle + rand() * maxAngle - maxAngle * 0.5
59 newLength = length * (0.7 + rand() * 0.3)
60 drawTree(ctx, endX, endY, newLength, newAngle, newDepth, branchWidth)
61 }
分叉数是1~3中的一个数。然后有多少个分叉，就画几条线段,newAngle为原角度调整90度之内，新长度为原长度的0.7~1.0之间。
最后画出主干，这棵树就可以开始画了。
drawTree(ctx, 320, 470, 60, -Math.PI / 2, 12, 12)
大家可能注意到角度为负，不符合传统观念。但你要知道，画布的纵坐标和传统的坐标轴正好是相反的。
好了，html5开发随机生成的大树代码就这样完成了，怎么样，一点都难吧！
如果当做一物件的话，数就是物件本身，树干、树叶、树根、树枝都是树的属性你可以依据这些属性，再判断是中给他不同的 css 样式，而通常会先定义好类别
最后用 javascript 依照个属性的不同，套上不同状态的类别
不懂想问详细可以私信我
