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ベッセル曲線の軌跡アニメーションのためのCanvasサンプルコード

2022-02-06 16:31:45

最近、以下のような効果を実装しましたので、ご紹介します。

例えば、次のような曲線をアニメーション化したいとします。

その都度、短い線を引いてつなぐと、次のように5分割されます。

<イグ

あと10段落見てください

セグメントの数が十分に多ければ、各セグメントは曲線のように見えるでしょう

二次ベッセル曲線

/**
 * Secondary Bezier curve animation
 * @param {Array<number>} start start point coordinates
 * @param {Array<number>} curvature point coordinates (i.e. the point of the turn, not the exact coordinates, just the general direction)
 * @param {Array<number>} end Coordinates of the end point
 * @param {number} percent plot percentage (0-100)
 */
 
  function drawCurvePath(start, point, end, percent){
            ctx.beginPath(); // start drawing the line
            ctx.moveTo(start[0], start[1]); //move the brush to the starting point
            for (var t = 0; t <= percent / 100; t += 0.005) {
                //Get the coordinates of each time point
                var x = quadraticBezier(start[0], point[0], end[0], t);   
                var y = quadraticBezier(start[1], point[1], end[1], t);
                ctx.lineTo(x, y); // draw a line from the last point in time to the current point in time
            }
             ctx.stroke(); //stroke
        }
        
        
/**
 * Quadratic Bessel curve equation
 * @param {Array<number>} start start point
 * @param {Array<number>} curvature point
 * @param {Array<number>} end end point
 * @param {number} plot progress (0-1)
 */
     function quadraticBezier(p0, p1, p2, t) {
            var k = 1 - t;
            return k * k * p0 + 2 * (1 - t) * t * p1 + t * t * p2; 
        }

ベジェ曲線の詳細な内容については このブログの記事

フルコードを入れる

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>Quadratic Bessel curve animation</title>
    <style>
         body {
            background: #0f1632;
        }

        #canvas {
            border: 1px solid #ccc;
        }
         #img {
            display: none; 
            <! --img just hide it, it will be directly referenced later -->
        }
        
    </style>
</head>

<body>
    <canvas id="canvas" width="1500" height="750"></canvas>
    <img id="img" src="https://s3.imgsha.com/2019/04/22/light.png">
    
    <script>
        var ctx = document.getElementById('canvas').getContext('2d');
        var img = document.getElementById('img');
        var percent = 0;
        var data = {
                start: [400, 200],
                point: [300, 100],
                end: [100, 400],
                department: 'data1',
                value: 4321
            }
            
        function init(){
            percent = 0; //reset the process each time
            draw();
        }
        function draw(){
            ctx.clearRect(0, 0, 1500, 750); //clear the canvas each time
            ctx.strokeStyle = '#ffffff'; //set the line style
            
            drawCurvePath(data.start, data.point, data.end, percent);
           
            percent += 0.8; //process increase, this controls the animation speed
            
             if (percent <= 100) { //not finished, call next, reset progress if finished
                requestAnimationFrame(draw);
            }else{
                init()
            }
        }
        function drawCurvePath(start, point, end, percent)
            //...
        }
        function quadraticBezier(p0, p1, p2, t) {
            //...
        }
    </script>
</body>

</html>

アニメーションが出る

前述したように drawCurvePath(start, point, end, percent) の関数は point このパラメータは、曲率の特定の点ではなく、一般的な方向です

もう一度開くと point に変更します。 [200,200] の場合

<イグ

グラデーションの追加

落下効果を得たい場合は、線の高さから低さへ、遠さから近さへとグラデーションをつける必要があります

/**
 * Create a linear gradient
 * @param {Array<number>} start start point
 * @param {Array<number>} curvature point
 * @param {Array<number>} end end point
 * @param {number} plot progress (0-1)
 */
function createLinearGradient(start,end,startColor,endColor){
  var lineGradient = ctx.createLinearGradient(. . start, . . end);
                lineGradient.addColorStop(0, startColor);
                // lineGradient.addColorStop(0.3, '#fff');
                lineGradient.addColorStop(1, endColor);
  return lineGradient
}
//the draw function needs some tweaking
function draw(){
    //ctx.strokeStyle = '#ffffff';
      ctx.strokeStyle = createLinearGradient(data.start,
                                             data.end,
                                             'rgba(255,255,255,.2)',
                                             '#fff'
                                             );
     //...
}

キャンバスのグラデーションの詳細については MDN

ヘッドヘイロー

頭部に光彩を加えるには、円を描き、放射状のグラデーションを設定します。 drawCurvePath 関数でx,yを取得し、円の位置をリセットします。

function createHeadLight(x,y){
  ctx.beginPath();
  // Create radial gradient
  var radialGradient = ctx.createRadialGradient(x, y, 0, x, y, 20);
        radialGradient.addColorStop(0, "rgba(255,255,255,1)");
        radialGradient.addColorStop(.2, "rgba(255,255,255,.8)");
        radialGradient.addColorStop(1, "transparent");
        
        ctx.fillStyle = radialGradient;
        // Draw a circle
        ctx.arc(x, y, 20, 0, 2 * Math.PI, false);
        ctx.fill();
}

//the drawCurvePath function needs some tweaking
function drawCurvePath(start, point, end, percent){
        //...
         ctx.stroke(); //stroke
         createHeadLight(x,y) // draws a circle just like the line frequency
    }

円の描画 arc パラメータの詳細は MDN

テキストを追加する

テキストの追加は、ヘッダグローの追加と非常に似ており、どちらも drawCurvePath 関数でx,yを取得し、テキストブロックの位置をリセットします。

/**
 * Create text
 * @param {String} department data
 * @param {Number} data
 * @param {Number} x-axis coordinates
 * @param {Number} y-axis coordinates
 */
function drawText(department, value, x, y) {
            ctx.fillStyle = '#fff'
            ctx.font = "22px 微软雅黑";
            ctx.fillText(department, x + 30, y + 20); // in order to make the text in the lower right corner of the halo x,y axis needs to be offset by some distance
            var width = ctx.measureText(value).width; //Get the width of the text
            ctx.fillStyle = createLinearGradient([x + 30, 0], //Rendering range of the text gradient x-axis is [x + 30, x + 30 + width of the text], 
                                                 [x + 30 + width, 0], // here y takes 0, because I didn't find the api to get the text height, write 0 is also possible
                                                 '#fffd00',
                                                 '#ff6d00'
                                                 );
            ctx.fillText(value.toLocaleString(), x + 30, y + 50);
    
        }
    
// The drawCurvePath function needs some tweaking
 function drawCurvePath(start, point, end, percent, department, value) {
           //...
           createHeadLight(x,y)
           drawText(department, value, x, y)
        }

アニメーションの最後にテキストと画像を追加する

アニメーション終了後のテキストや画像の追加は、カーブアニメーションの終了後、すぐにキャンバスをクリーンアップする必要があるため、注意が必要です

/**
 * Create image
 * @param {Number} x-axis coordinates
 * @param {Number} y-axis coordinates
 */
function drawImg(x, y) {
        ctx.drawImage(img, x - img.width / 2, y - img.height);
    }

// the draw function needs some tweaking
draw(){
    //...
    
     if (per cent <= 100) {
                requestAnimationFrame(draw);
            }else{
            ctx.clearRect(0, 0, 1500, 750); //clear the canvas immediately after the curve animation
                drawText(data.department, //render text
                         data.value, 
                         data.end[0], 
                         data.end[1])
                drawImg(data.end[0], data.end[1]) //render the image
                  setTimeout(function(){ //repaint after 2000ms
                     init()
                  },2000)
            }
    
}

終了

この例のフルコード

記事の最初の画像例のフルコード

参考記事 canvasで曲線をアニメーション化する - ベジェ曲線をより深く理解するために

今回は以上ですが、学習のお役に立てれば幸いです。また、Scripting Houseをもっと応援していただければ幸いです。