【CSON原创】javascript实现3D涂鸦效果
功能说明：
通过鼠标移动，实时绘制出3d旋转的线条。
兼容IE 5 6 7 8 9 10 firefox chrome
效果预览：
请按着鼠标左键，在画板上拖动绘制
实现原理：
在上一篇文章《javascript椭圆旋转相册》中，通过图片绕椭圆轨迹移动实现视觉上的3d旋转，之前在某个网站中看到过这种效果，于是我想到其实我们也可以用同样原理，通过把点绕不同椭圆轨迹的运动实现任意线的3d旋转。当按下鼠标左键在画板上绘制时，每个点根据初始位置，确定其椭圆轨迹大小，以相同的速率改变每个点的位置，从而实现整条曲线的3d旋转。
代码分析：
init:function(id,options){//初始化函数
options=options||{};
this.container=document.getElementById(id||'container');
this.centerLeft=this.container.clientWidth/2;//原点的left值
this.centerTop=this.container.clientHeight/2; //原点的top值
this.maxA=options.maxA||300;//旋转椭圆轨迹的横半轴长
this.maxB=options.maxB||1;//旋转椭圆轨迹的竖半轴长
this.ballMargin=options.ballMargin||20;//绘画时小球与小球间间的距离
this.arr=[];//保存画板上所有小球的数组
this._id;//计时器Id
this.containerPos=getContainerPos(this.container);//容器位置
bindHandler.call(this);
this.run();
}
先看初始化需要哪些值，要使所有点实现椭圆旋转，首先确定椭圆圆心的left和top值，这里椭圆圆心取容器的中点位置。之后确定的是椭圆轨迹的横半轴和竖半轴长，还有绘制时小球与小球之间的距离（ballMargin），距离越大，每个小球之间间隙越宽。另外我们需要获取容器的位置，为获取鼠标在容器内的位置打下基础。
var getContainerPos=function(container){//获取容器位置
var left=0;
var top=0;
while(container.offsetParent){
left+=container.offsetLeft;
top+=container.offsetTop;
container=container.offsetParent;
}
return [left,top];
}
该方法在很多时候都会需要用到，它循环获取有定位的父对象，累计出容器在页面的位置，返回结果。注意offsetParent是有定位的父对象，而不是单纯的父对象，没有的话就为window。该方法作为私有方法存在。
var bindHandler = function() {//绑定容器的事件处理程序
var self = this;
this.container.onmousedown = function(eve) {
add = true;
}
this.container.onmousemove = function(eve) {
window.getSelection ? window.getSelection().removeAllRanges() : document.selection.empty(); //取消浏览器图片选择
if (add === true) {
eve = eve || window.event;
var pageX = eve.pageX || eve.clientX + document.documentElement.scrollLeft - document.documentElement.clientLeft;
var pageY = eve.pageY || eve.clientY + document.documentElement.scrollTop - document.documentElement.clientTop;
var mouseX = pageX - self.containerPos[0] - self.centerLeft;
var mouseY = -(pageY - self.containerPos[1]) + self.centerTop;
if (Math.abs(mouseX - preX) > self.ballMargin || Math.abs(mouseY - preY) > self.ballMargin) {
self.addElem(mouseX, mouseY, 'ball/ball2.gif');
preX = mouseX;
preY = mouseY;
}
}
}
this.container.onmouseup = function(eve) {
add = false;
preX = 0;
preY = 0;
}
};
之后要实现鼠标拖动绘制，必须为鼠标按下，鼠标移动，鼠标松开都绑定事件处理程序。主要讲讲mousemove里的处理，首先由于在鼠标拖动时浏览器会默认选择图片（使图片上面有一层蓝色），所以我们通过removeAllRanges或empty方法取消选择，使我们的图片显示正常。之后，如果鼠标是按下状态（add句柄为true），则再判断上一次绘制小球的位置，如果位置大于我们之前设定的小球间隔，则绘制小球，并保存本次绘制小球的位置，为下次绘制所用。这样就使小球之间保持适当间隔而不至于太密。
addElem:function(initX,initY,src){//添加小球
var newElem=new Image();
newElem.src=src;
var self=this;
self.container.appendChild(newElem);
if(newElem.complete){;
imgLoad.call(this,newElem,initX,initY)();
}
else{
newElem.onload=imgLoad.call(this,newElem,initX,initY);
}
},
绘制小球的时候，会调用addElem方法，该方法生成小球对象，添加到文档。注意在IE8及以下版本，由于浏览器的缓存原因，只设置图片的onload的话，会不能执行onload处理程序（参考这里：http://apps.hi.baidu.com/share/detail/21688582），解决方法是通过complete方法先判断是否已再缓存中，如果是立刻执行处理程序，如果不在再绑定onload处理程序。
var imgLoad=function(newElem,initX,initY){//图片加载完成事件处理程序
var self=this;
return function(){
initX<0?newElem.angle=Math.PI:newElem.angle=0;//小球被添加的位置，如果小球被添加在负区域，初始旋转角度为pai，否则为0
newElem._x=newElem._initX=initX;
newElem._y=newElem._initY=initY;
newElem._preSin=0;
newElem._a=Math.abs(initX); //该小球旋转轨迹的a值
newElem._b=self.maxB; //该小球旋转轨迹的b值
//根据小球初始位置和上一个小球的位置，设置小球的层级
var preElem=self.arr[self.arr.length-1];
if(preElem){
var preZin=parseInt(preElem.style.zIndex);
var preX=preElem._initX;
preX>=initX?newElem.style.zIndex=preZin+1:newElem.style.zIndex=preZin-1;
}
else{
newElem.style.zIndex=zIn;
}
newElem._initWidth=newElem.clientWidth;
newElem._initHeight=newElem.clientHeight;
self.arr.push(newElem);
}
};
现在看看图片加载完成的事件处理程序，每个小球根据其初始位置设置旋转的横轴长和初始角度，横轴长为小球x值的绝对值，竖轴长则全部一样，这里建议竖轴长设置为较小值，使小球运动轨迹的上下浮动不至于过大，保证视觉上的合理性。另外需要重点注意的是，每个小球添加时的zIndex值和该小球初始的x坐标值以及上一次添加的小球的x坐标值有关。如果添加的小球x值比上次小球添加时的x值小，则证明该小球更接近原点，因此视觉上应该更靠前，zIndex比上个小球的zIndex增加1，同理，若比上次小球x值大，则小球的zIndex值减少1.如果是第一个小球，则取默认zIndex（代码中的zIn）。
run:(function(){
var updatePos=function(elem,angle,a,b,centerLeft,centerTop){//update每次小球位置 参数：小球对象，增加的角度，小球轨迹a值，小球轨迹b值
elem.angle+=angle;
(elem.angle>2*Math.PI)&&(elem.angle-=2*Math.PI);//使小球角度介于0-pai之间，方便计算
elem._x=a*Math.cos(elem.angle); //根据角度计算x值
elem._y=b*Math.sin(elem.angle)+elem._initY;//根据角度计算y值
elem.style.left=elem._x+centerLeft-elem._initWidth/2+'px';
elem.style.top=-elem._y+centerTop-elem._initHeight/2+'px';
//与小球上次的sin值比较，如果与本次sin值互为正负，则小球zIndex值取反（这样的目的是每次经过x轴时使小球的层级取反）
if(Math.sin(elem.angle)*elem._preSin<0){
elem.style.zIndex*=-1;
}
elem._preSin=Math.sin(elem.angle); //记录小球每次的sin值，用于下次小球层级计算
}
return function(){
var self=this;
this._id=window.setTimeout(function(){
for(var i=0,len=self.arr.length;i<len;i++){//循环遍历更新所有小球的位置
updatePos(self.arr[i],Math.PI/100,self.arr[i]._a,self.arr[i]._b,self.centerLeft,self.centerTop);
}
self._id=window.setTimeout(arguments.callee,50);
},50);
};
当一张张图片被添加之后，我们就要通过定时器，不断改变小球位置，使它们以不同的椭圆轨迹，以相同的角速度旋转。关于椭圆轨迹的计算问题，上一篇文章《椭圆旋转相册》中描述过，现在再简短描述一次。椭圆的标准方程为：
（
），由于需要处理的是旋转，所以我们希望把对x，y的处理转换成对旋转角度的处理，因此x,y坐标可以表示为：x=a*cosα ， y=b*sinα 。所以我们每次增加角速度α，就可以映射到xy直角坐标系中，实现旋转。还需要注意的是由于小球每次经过x轴，小球的层级就会相反（意思是原来小球A在B前面，经过x轴后，B在A前面），于是我们需要记录小球上一次的位置的sin值，并和本次的sin值比较，如果相乘小于0，则表示小球正在经过x轴，此时就取反小球的层级zIndex。run方法调用后，每次遍历数组，更新小球位置。
var r3d=new rotate3dDraw();
最后是调用方法，不传值的话都取默认值。
所有源代码：
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=gb2312" />
<title>无标题文档</title>
<style type="text/css" rel="stylesheet">
#container{width:600px; height:400px; background:black; position:relative; z-index:0; overflow:hidden;}
#container img{ position:absolute; left:-9999px; top:-9999px;}
</style>
</head>
<body>
<div id="container">
</div>
</body>
<script>
var rotate3dDraw = (function() {
var r3Draw = function(id, options) {//options:椭圆轨迹的最大a和b
this.init(id, options);
}
r3Draw.prototype = (function() {
var zIn = 999; //默认初始的zIndex值
var add = false; //是否开始添加小球
var preX = 0; //上一个小球的X值
var preY = 0; //上一个小球的Y值
var getContainerPos = function(container) {//获取容器位置
var left = 0;
var top = 0;
while (container.offsetParent) {
left += container.offsetLeft;
top += container.offsetTop;
container = container.offsetParent;
}
return [left, top];
}
var bindHandler = function() {//绑定容器的事件处理程序
var self = this;
this.container.onmousedown = function(eve) {
add = true;
}
this.container.onmousemove = function(eve) {
window.getSelection ? window.getSelection().removeAllRanges() : document.selection.empty(); //取消浏览器图片选择
if (add === true) {
eve = eve || window.event;
var pageX = eve.pageX || eve.clientX + document.documentElement.scrollLeft - document.documentElement.clientLeft;
var pageY = eve.pageY || eve.clientY + document.documentElement.scrollTop - document.documentElement.clientTop;
var mouseX = pageX - self.containerPos[0] - self.centerLeft;
var mouseY = -(pageY - self.containerPos[1]) + self.centerTop;
if (Math.abs(mouseX - preX) > self.ballMargin || Math.abs(mouseY - preY) > self.ballMargin) {
self.addElem(mouseX, mouseY, 'ball/ball2.gif');
preX = mouseX;
preY = mouseY;
}
}
}
this.container.onmouseup = function(eve) {
add = false;
preX = 0;
preY = 0;
}
};
var imgLoad = function(newElem, initX, initY) {//图片加载完成事件处理程序
var self = this;
return function() {
initX < 0 ? newElem.angle = Math.PI : newElem.angle = 0; //小球被添加的位置，如果小球被添加在负区域，初始旋转角度为pai，否则为0
newElem._x = newElem._initX = initX;
newElem._y = newElem._initY = initY;
newElem._preSin = 0;
newElem._a = Math.abs(initX); //该小球旋转轨迹的a值
newElem._b = self.maxB; //该小球旋转轨迹的b值
//根据小球初始位置和上一个小球的位置，设置小球的层级
var preElem = self.arr[self.arr.length - 1];
if (preElem) {
var preZin = parseInt(preElem.style.zIndex);
var preX = preElem._initX;
preX >= initX ? newElem.style.zIndex = preZin + 1 : newElem.style.zIndex = preZin - 1;
}
else {
newElem.style.zIndex = zIn;
}
newElem._initWidth = newElem.clientWidth;
newElem._initHeight = newElem.clientHeight;
self.arr.push(newElem);
}
};
return {
init: function(id, options) {//初始化函数
options = options || {};
this.container = document.getElementById(id || 'container');
this.centerLeft = this.container.clientWidth / 2; //原点的left值
this.centerTop = this.container.clientHeight / 2; //原点的top值
this.maxA = options.maxA || 300; //旋转椭圆轨迹的横半轴长
this.maxB = options.maxB || 1; //旋转椭圆轨迹的竖半轴长
this.ballMargin = options.ballMargin || 20; //绘画时小球与小球间间的距离
this.arr = []; //保存画板上所有小球的数组
this._id; //计时器Id
this.containerPos = getContainerPos(this.container); //容器位置
bindHandler.call(this);
this.run();
},
addElem: function(initX, initY, src) {//添加小球
var newElem = new Image();
newElem.src = src;
var self = this;
self.container.appendChild(newElem);
if (newElem.complete) {
;
imgLoad.call(this, newElem, initX, initY)();
}
else {
newElem.onload = imgLoad.call(this, newElem, initX, initY);
}
},
run: (function() {
var updatePos = function(elem, angle, a, b, centerLeft, centerTop) {//update每次小球位置 参数：小球对象，增加的角度，小球轨迹a值，小球轨迹b值
elem.angle += angle;
(elem.angle > 2 * Math.PI) && (elem.angle -= 2 * Math.PI); //使小球角度介于0-pai之间，方便计算
elem._x = a * Math.cos(elem.angle); //根据角度计算x值
elem._y = b * Math.sin(elem.angle) + elem._initY; //根据角度计算y值
elem.style.left = elem._x + centerLeft - elem._initWidth / 2 + 'px';
elem.style.top = -elem._y + centerTop - elem._initHeight / 2 + 'px';
//与小球上次的sin值比较，如果与本次sin值互为正负，则小球zIndex值取反（这样的目的是每次经过x轴时使小球的层级取反）
if (Math.sin(elem.angle) * elem._preSin < 0) {
elem.style.zIndex *= -1;
}
elem._preSin = Math.sin(elem.angle); //记录小球每次的sin值，用于下次小球层级计算
}
return function() {
var self = this;
this._id = window.setTimeout(function() {
for (var i = 0, len = self.arr.length; i < len; i++) {//循环遍历更新所有小球的位置
updatePos(self.arr[i], Math.PI / 100, self.arr[i]._a, self.arr[i]._b, self.centerLeft, self.centerTop);
}
self._id = window.setTimeout(arguments.callee, 50);
}, 50);
};
})()
}
})();
return r3Draw;
})();
var r3d=new rotate3dDraw();
</script>
</html>
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