Balls v3 — различия между версиями

  1 window.addEventListener("load", MainBalls, true);
  2 function MainBalls() {
  3 
  4     // Предварительные установки
  5 
  6     var canvas = canvasBalls;
  7     var context = canvas.getContext("2d");                  // на context происходит рисование
  8     canvas.oncontextmenu = function (e) {return false;};    // блокировка контекстного меню
  9 
 10     var Pi = 3.1415926;                   // число "пи"
 11 
 12     var m0 = 1;                           // масштаб массы
 13     var T0 = 1;                           // масштаб времени (период колебаний исходной системы)
 14     var a0 = 1;                           // масштаб расстояния (диаметр шара)
 15 
 16     var g0 = a0 / T0 / T0;                // масштаб ускорения (ускорение, при котором за T0 будет пройдено расстояние a0)
 17     var k0 = 2 * Pi / T0;                 // масштаб частоты
 18     var C0 = m0 * k0 * k0;                // масштаб жесткости
 19     var B0 = 2 * m0 * k0;                 // масштаб вязкости
 20 
 21     // *** Задание физических параметров ***
 22 
 23     var Ny = 5;                           // число шаров, помещающихся по вертикали в окно (задает размер шара относительно размера окна)
 24     var m = 1 * m0;                       // масса
 25     var Cwall = 10 * C0;                  // жесткость стен
 26     var B = 0.008 * B0;                   // вязкость среды
 27     var B1 = 0.03 * B0;                   // вязкость на стенках
 28     var mg = 0.25 * m * g0;               // сила тяжести
 29     var r = 0.5 * a0;                     // радиус частицы в расчетных координатах
 30 
 31     // *** Задание вычислительных параметров ***
 32 
 33     var fps = 50;                         // frames per second - число кадров в секунду (качечтво отображения)
 34     var spf = 100;                        // steps per frame   - число шагов интегрирования между кадрами (скорость расчета)
 35     var dt  = 0.045 * T0 / fps;           // шаг интегрирования (качество расчета)
 36 
 37     // Выполнение программы
 38 
 39     var scale = canvas.height / Ny / a0;  // масштабный коэффициент для перехода от расчетных к экранным координатам
 40     var r2 = r * r;                       // ___в целях оптимизации___
 41 
 42     var w = canvas.width / scale;           // ширина окна в расчетных координатах
 43     var h = canvas.height / scale;          // высота окна в расчетных координатах
 44 
 45     var dNd = null;                         // ссылка на захваченный курсором шар (drag & drop)
 46 
 47     // Работа с мышью
 48 
 49     var mx_, my_;                           // буфер позиции мыши (для расчета скорости при отпускании шара)
 50 
 51     canvas.onmousedown = function(e) {      // функция при нажатии клавиши мыши
 52         var m = mouseCoords(e);             // получаем расчетные координаты курсора мыши
 53         // цикл в обратную сторону, чтобы захватывать шар, нарисованный "сверху"
 54         // (т.к. цикл рисования идет в обычном порядке)
 55         for (var i = balls.length - 1; i >= 0; i--) {
 56             var b = balls[i];
 57             var rx = b.x - m.x;
 58             var ry = b.y - m.y;
 59             var rLen2 = rx * rx + ry * ry;        // квадрат расстояния между курсором и центром шара
 60             if (rLen2 <= r2) {                // курсор нажал на шар
 61                 if (e.which == 1) {             // нажата левая клавиша мыши
 62                     dNd = b;
 63                     dNd.xPlus = dNd.x - m.x;    // сдвиг курсора относительно центра шара по x
 64                     dNd.yPlus = dNd.y - m.y;    // сдвиг курсора относительно центра шара по y
 65                     mx_ = m.x;    my_ = m.y;
 66                     canvas.onmousemove = mouseMove;     // пока клавиша нажата - работает функция перемещения
 67                 } else if (e.which == 3) {              // нажата правая клавиша мыши
 68                     balls.splice(i, 1);                 // удалить шар
 69                 }
 70                 return;
 71             }
 72         }
 73 
 74         // если не вышли по return из цикла - нажатие было вне шара, добавляем новый
 75         if (e.which == 1) {
 76             dNd = addNewBall(m.x, m.y);         // добавляем шар и сразу захватываем его курсором
 77             if (dNd == null) return;            // если шар не добавился (из за стен или других шаров) - возвращаемся
 78             dNd.xPlus = 0;  dNd.yPlus = 0;      // держим шар по центру
 79             mx_ = m.x;    my_ = m.y;
 80             canvas.onmousemove = mouseMove;     // пока клавиша нажата - работает функция перемещения
 81         }
 82     };
 83 
 84     document.onmouseup = function(e) {          // функция при отпускании клавиши мыши
 85         canvas.onmousemove = null;              // когда клавиша отпущена - функции перемещения нету
 86         dNd = null;                             // когда клавиша отпущена - захваченного курсором шара нету
 87     };
 88 
 89     function mouseMove(e) {                     // функция при перемещении мыши, работает только с зажатой ЛКМ
 90         var m = mouseCoords(e);                 // получаем расчетные координаты курсора мыши
 91         dNd.x = m.x + dNd.xPlus;
 92         dNd.y = m.y + dNd.yPlus;
 93         dNd.vx = 0.6 * (m.x - mx_) / dt / fps;   dNd.vy = 0.6 * (m.y - my_) / dt / fps;
 94         mx_ = m.x;    my_ = m.y;
 95     }
 96 
 97     function mouseCoords(e) {                   // функция возвращает расчетные координаты курсора мыши
 98         var m = [];
 99         var rect = canvas.getBoundingClientRect();
100         m.x = (e.clientX - rect.left) / scale;
101         m.y = (e.clientY - rect.top) / scale;
102         return m;
103     }
104 
105     // Работа с массивом
106 
107     var balls = [];                             // массив шаров
108     var addNewBall =  function(x, y) {
109         var b = [];
110 
111         b.x = x;                b.y = y;        // расчетные координаты шара
112         b.fx = 0;               b.fy = mg;      // сила, действующая на шар
113         b.vx = 0;               b.vy = 0;       // скорость
114 
115         balls[balls.length] = b;                // добавить элемент в конец массива
116         return b;
117     };
118 
119     // Основной цикл программы
120 
121     function control() {
122         physics();
123         draw();
124     }
125 
126     // Расчетная часть программы
127 
128     function physics() {                        // то, что происходит каждый шаг времени
129         for (var s = 1; s <= spf; s++) {
130             for (var i = 0; i < balls.length; i++) {
131                 var b = balls[i];
132 
133                 if (b == dNd) continue;  // если шар схвачен курсором - его вз. со стенами и перемещение не считаем
134 
135                 b.fx = - B * b.vx;
136                 b.fy = mg - B * b.vy;
137 
138                 if (b.y + r > h) { b.fy += -Cwall * (b.y + r - h) - B1 * b.vy; }
139                 if (b.y - r < 0) { b.fy += -Cwall * (b.y - r) - B1 * b.vy;}
140                 if (b.x + r > w) { b.fx += -Cwall * (b.x + r - w) - B1 * b.vx; }
141                 if (b.x - r < 0) { b.fx += -Cwall * (b.x - r) - B1 * b.vx; }
142 
143                 b.vx += b.fx / m * dt;        b.vy += b.fy / m * dt;
144                 b.x += b.vx * dt;             b.y += b.vy * dt;
145             }
146         }
147     }
148 
149     // Рисование
150 
151     var rScale13 = r * scale * 1.3;         // ___в целях оптимизации___
152     var rScaleShift = r * scale / 5;        // ___в целях оптимизации___
153     function draw() {
154         context.clearRect(0, 0, w * scale, h * scale);      // очистить экран
155         for (var i = 0; i < balls.length; i++){
156             var xS = balls[i].x * scale;           var yS = balls[i].y * scale;
157             // расчет градиента нужно проводить для каждого шара
158             var gradient = context.createRadialGradient(xS, yS, rScale13, xS - rScaleShift, yS + rScaleShift, 0);
159             gradient.addColorStop(0, "#0000bb");
160             gradient.addColorStop(1, "#44ddff");
161             context.fillStyle = gradient;
162 
163             context.beginPath();
164             context.arc(xS, yS, r * scale, 0, 2 * Math.PI, false);
165             context.closePath();
166             context.fill();
167         }
168     }
169 
170     // Запуск системы
171     for (var i = 0; i < 20; i++)                    // добавляем 20 частиц, сдвинув их от стен
172         addNewBall(Math.random() * (w - 2 * r) + r, Math.random() * (h - 2 * r) + r);
173     for (var i0 = 0; i0 < balls.length; i0++) {     // задаем частицам случайные скорости
174         balls[i0].vx = 3 * (1 - 2 * Math.random());
175         balls[i0].vy = 3 * (1 - 2 * Math.random());
176     }
177     setInterval(control, 1000 / fps);
178 }

 1 <!DOCTYPE html>
 2 <html>
 3 <head>
 4     <title>Balls</title>
 5     <script src="Balls_v3_release.js"></script>
 6 </head>
 7 <body>
 8     <canvas id="canvasBalls" width="800" height="600" style="border:1px solid #000000;"></canvas>
 9 </body>
10 </html>