源码网商城,靠谱的源码在线交易网站 我的订单 购物车 帮助

源码网商城

只要1K 纯JS脚本送你一朵3D红色玫瑰

  • 时间:2022-04-26 10:23 编辑: 来源: 阅读:
  • 扫一扫,手机访问
摘要:只要1K 纯JS脚本送你一朵3D红色玫瑰
Roman Cortes又带来了用JavaScript脚本编写的红色玫瑰花。用代码做出的玫瑰花,这才是牛逼程序员送给女友的最好情人节礼物呢!(提示:在不同浏览器下观看效果、速度会有很大的不同) [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201608/201689155045800.jpg?201679155052[/img] 图片是由代码生成,用户可以刷新该页面,重复观看这朵玫瑰的呈现过程。 3D玫瑰花的实现代码如下:
[url=https://en.wikipedia.org/wiki/Monte_carlo_method]Monte Carlo method [/url]。 具体操作: [b]外观采样呈现效果绘制[/b] 我用了多个不同的形状图来组成这朵代码玫瑰。共使用了31个形状:24个花瓣,4个萼片,2个叶子和1根花茎,其中每一个形状图都用代码进行描绘。 首先,来定义一个采样范围:
function surface(a, b) { // I'm using a and b as parameters ranging from 0 to 1.
return {
x: a*50,
y: b*50
};
// this surface will be a square of 50x50 units of size

}

然后,编写形状描绘代码:
var canvas = document.body.appendChild(document.createElement("canvas")),
context = canvas.getContext("2d"),
a, b, position;
// Now I'm going to sample the surface at .1 intervals for a and b parameters:
for (a = 0; a < 1; a += .1) {
for (b = 0; b < 1; b += .1) {
position = surface(a, b);
context.fillRect(position.x, position.y, 1, 1);

}

}

[img]http://files.jb51.net/file_images/article/201608/201689155310424.jpg?201679155319[/img] 现在,尝试一下更密集的采样间隔: [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201608/201689155328217.jpg?201679155336[/img] 正如现在所看到的,因为采样间隔越来越密集,点越来越接近,到最高密度时,相邻点之间的距离小于一个像素,肉眼就看不到间隔(见0.01)。为了不造成太大的视觉差,再进一步缩小采样间隔,此时,绘制区已经填满(比较结果为0.01和0.001)。 接下来,我用这个公式来绘制一个圆形:(X-X0)^ 2 +(Y-Y0)^ 2 <半径^ 2,其中(X0,Y0)为圆心:
function surface(a, b) {
var x = a * 100,
y = b * 100,
radius = 50,
x0 = 50,
y0 = 50;
if ((x - x0) * (x - x0) + (y - y0) * (y - y0) < radius * radius) {
// inside the circle
return {

x: x,

y: y

};
} else {
// outside the circle
return null;

}

}

为了防止溢出,还要加上一个采样条件:
if (position = surface(a, b)) {
context.fillRect(position.x, position.y, 1, 1);

}

有不同的方法来定义一个圆,其中一些并不需要拒绝采样。我并无一定要使用哪一种来定义圆圈的意思,所以下面用另一种方法来定义一个圆:
function surface(a, b) {
// Circle using polar coordinates
var angle = a * Math.PI * 2,
radius = 50,
x0 = 50,
y0 = 50;
return {
x: Math.cos(angle) * radius * b + x0,
y: Math.sin(angle) * radius * b + y0
};

}

(此方法相比前一个方法需要密集采样以进行填充。) 好了,现在让圆变形,以使它看起来更像是一个花瓣:
function surface(a, b) {
var x = a * 100,
y = b * 100,
radius = 50,
x0 = 50,
y0 = 50;
if ((x - x0) * (x - x0) + (y - y0) * (y - y0) < radius * radius) {
return {
x: x,
y: y * (1 + b) / 2 // deformation
};
} else {
return null;

}

}

这看起来已经很像一个玫瑰花瓣的形状了。在这里也可以试试通过修改一些函数数值,将会出现很多有趣的形状。 接下来应该给它添加色彩了:
function surface(a, b) {

var x = a * 100,

y = b * 100,

radius = 50,

x0 = 50,

y0 = 50;
if ((x - x0) * (x - x0) + (y - y0) * (y - y0) < radius * radius) {
return {
x: x,
y: y * (1 + b) / 2,

r: 100 + Math.floor((1 - b) * 155), // this will add a gradient
g: 50,
b: 50
};
} else {
return null;
}

}

for (a = 0; a < 1; a += .01) {
for (b = 0; b < 1; b += .001) {
if (point = surface(a, b)) {
context.fillStyle = "rgb(" + point.r + "," + point.g + "," + point.b + ")";
context.fillRect(point.x, point.y, 1, 1);
}
}

}

一片带色的花瓣就出现了。 [b]3D曲面和透视投影[/b] 定义三维表面很简单,比如,来定义一个管状物体:
function surface(a, b) {
var angle = a * Math.PI * 2,
radius = 100,
length = 400;
return {
x: Math.cos(angle) * radius,
y: Math.sin(angle) * radius,
z: b * length - length / 2, // by subtracting length/2 I have centered the tube at (0, 0, 0)
r: 0,
g: Math.floor(b * 255),
b: 0
};
}

接着添加投影透视图,首先需要我们定义一个摄像头: [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201608/201689155635138.jpg?201679155648[/img] 如上图,将摄像头放置在(0,0,Z)位置,画布在X / Y平面。投影到画布上的采样点为:
var pX, pY, // projected on canvas x and y coordinates
perspective = 350,
halfHeight = canvas.height / 2,
halfWidth = canvas.width / 2,
cameraZ = -700;
for (a = 0; a < 1; a += .001) {
for (b = 0; b < 1; b += .01) {
if (point = surface(a, b)) {
pX = (point.x * perspective) / (point.z - cameraZ) + halfWidth;
pY = (point.y * perspective) / (point.z - cameraZ) + halfHeight;

context.fillStyle = "rgb(" + point.r + "," + point.g + "," + point.b + ")";

context.fillRect(pX, pY, 1, 1);

}

}

}

效果为: [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201608/201689155836498.jpg?201679155844[/img] [b]z-buffer[/b] z-buffer在计算机图形学中是一个相当普遍的技术,在为物件进行着色时,执行“隐藏面消除”工作,使隐藏物件背后的部分就不会被显示出来。 [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201608/201689155914284.jpg?201679155923[/img] 上图是用z-buffer技术处理后的玫瑰。(可以看到已经具有立体感了) 代码如下:
var zBuffer = [],
zBufferIndex;
for (a = 0; a < 1; a += .001) {
for (b = 0; b < 1; b += .01) {
if (point = surface(a, b)) {
pX = Math.floor((point.x * perspective) / (point.z - cameraZ) + halfWidth);
pY = Math.floor((point.y * perspective) / (point.z - cameraZ) + halfHeight);
zBufferIndex = pY * canvas.width + pX;
if ((typeof zBuffer[zBufferIndex] === "undefined") || (point.z < zBuffer[zBufferIndex])) {
zBuffer[zBufferIndex] = point.z;
context.fillStyle = "rgb(" + point.r + "," + point.g + "," + point.b + ")";

context.fillRect(pX, pY, 1, 1);

}

}

}

}

[b]旋转[/b] 你可以使用任何矢量旋转的方法。在代码玫瑰的创建中,我使用的是欧拉旋转。现在将之前编写的管状物进行旋转,实现绕Y轴旋转:
function surface(a, b) {
var angle = a * Math.PI * 2,
radius = 100,
length = 400,
x = Math.cos(angle) * radius,
y = Math.sin(angle) * radius,

z = b * length - length / 2,

yAxisRotationAngle = -.4, // in radians!
rotatedX = x * Math.cos(yAxisRotationAngle) + z * Math.sin(yAxisRotationAngle),
rotatedZ = x * -Math.sin(yAxisRotationAngle) + z * Math.cos(yAxisRotationAngle);
return {
x: rotatedX,
y: y,
z: rotatedZ,
r: 0,

g: Math.floor(b * 255),

b: 0

};

}

效果: [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201608/201689155930566.jpg?201679155937[/img] [b]蒙特卡罗方法[/b] 关于采样时间,间隔过大过小都会引起极差的视觉感受,所以,需要设置合理的采样间隔,这里使用蒙特卡罗方法。
var i;
window.setInterval(function () {
for (i = 0; i < 10000; i++) {
if (point = surface(Math.random(), Math.random())) {
pX = Math.floor((point.x * perspective) / (point.z - cameraZ) + halfWidth);
pY = Math.floor((point.y * perspective) / (point.z - cameraZ) + halfHeight);
zBufferIndex = pY * canvas.width + pX;
if ((typeof zBuffer[zBufferIndex] === "undefined") || (point.z < zBuffer[zBufferIndex])) {
zBuffer[zBufferIndex] = point.z;
context.fillStyle = "rgb(" + point.r + "," + point.g + "," + point.b + ")";
context.fillRect(pX, pY, 1, 1);

}

}

}

}, 0);

设置a和b为随机参数,用足够的采样完成表面填充。我每次绘制10000点,然后静待屏幕完成更新。 另外需要注意的是,如果随机数发生错误时,表面填充效果会出错。有些浏览器中,Math.random的执行是线性的,这就有可能导致表面填充效果出错。这时,就得使用类似Mersenne Twister(一种随机数算法)这样的东西去进行高质量的PRNG采样,从而避免错误的发生。 [b]完成[/b] 为了使玫瑰的每个部分在同一时间完成并呈现,还需要添加一个功能,为每部分设置一个参数以返回值来进行同步。并用一个分段函数代表玫瑰的各个部分。比如在花瓣部分,我用旋转和变形来创建它们。 虽然表面采样方法是创建三维图形非常著名的、最古老的方法之一,但这种把蒙特卡罗、z-buffer加入到表面采样中的方法并不常见。对于现实生活场景的制作,这也许算不上很有创意,但它简易的代码实现和很小的体积仍令人满意。 希望这篇文章能激发计算机图形学爱好者来尝试不同的呈现方法,并从中获得乐趣。(Roman Cortes) 以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持编程素材网。
  • 全部评论(0)
联系客服
客服电话:
400-000-3129
微信版

扫一扫进微信版
返回顶部