HTML5+JavaScript動畫基礎

目　錄

第一部分 JavaScript動畫基礎

第1章　動畫的基本概念　2
1.1　動畫　3
1.2　幀與運動　3
1.2.1　記錄幀　4
1.2.2　程序幀　5
1.3　動態(tài)動畫與靜態(tài)動畫　5
1.4　小結　6

第2章　動畫的JavaScript基礎　7
2.1　動畫基礎　7
2.2　HTML5簡介　8
2.2.1　對canvas的支持　8
2.2.2　性能　9
2.2.3　HTML5基本文檔　9
2.2.4　CSS樣式表　11
2.2.5　額外的腳本　12
2.2.6　調試　12
2.3　用代碼實現(xiàn)動畫　13
2.3.1　動畫循環(huán)　13
2.3.2　使用requestAnimationFrame的動畫循環(huán)　16
2.4　JavaScript對象　17
2.4.1　基礎對象　18
2.4.2　創(chuàng)建一類新對象　18
2.4.3　原型　19
2.4.4　函數(shù)風格　19
2.5　用戶交互　20
2.5.1　事件與事件處理程序　20
2.5.2　監(jiān)聽器與事件處理程序　20
2.5.3　鼠標事件　22
2.5.4　鼠標位置　24
2.5.5　觸摸事件　25
2.5.6　觸摸位置　26
2.5.7　鍵盤事件　27
2.5.8　鍵盤碼　28
2.6　小結　30

第3章　動畫中的三角學　31
3.1　三角學　32
3.2　角　32
3.2.1　弧度和角度　32
3.2.2　canvas坐標系　33
3.2.3　三角形的邊　35
3.2.4　三角函數(shù)　35
3.3　旋轉　39
3.4　波　42
3.4.1　平滑的上下運動　43
3.4.2　線性垂直運動　45
3.4.3　脈沖運動　46
3.4.4　使用兩個角的產(chǎn)生波　47
3.4.5　使用繪圖API產(chǎn)生的波　48
3.5　圓與橢圓　49
3.5.1　圓周運動　49
3.5.2　橢圓運動　51
3.6　勾股定律　52
3.6.1　兩點間距離　52
3.7　本章中的重要公式　55
3.7.1　三角學基礎函數(shù)　55
3.7.2　角度與弧度互轉　55
3.7.3　朝鼠標(或任意一點)旋轉　55
3.7.4　創(chuàng)建波　56
3.7.5　創(chuàng)建圓形　56
3.7.6　創(chuàng)建橢圓形　56
3.7.7　獲取兩點間的距離　56
3.8　小結　57

第4章　渲染技術　58
4.1　canvas上的顏色　58
4.1.1　使用十六進制表示顏色值　59
4.1.2　色彩合成　60
4.1.3　提取三原色　61
4.1.4　透明度　62
4.1.5　與顏色相關的工具函數(shù)　63
4.2　繪圖API　64
4.3　canvas上下文　65
4.4　使用clearRect消除圖案　65
4.4.1　設置線條的外觀　66
4.5　使用lineTo與moveTo繪制路徑　66
4.5.1　使用quadraticCurveTo繪制曲線　68
4.5.2　創(chuàng)建多條曲線　70
4.5.3　其他形式的曲線　74
4.6　使用填充色創(chuàng)建圖形　74
4.6.1　創(chuàng)建漸變填充色　75
4.6.2　設置漸變色的顏色　76
4.7　加載并繪制圖片　77
4.7.1　加載圖片　77
4.7.2　使用圖片元素　78
4.7.3　使用視頻元素　79
4.8　操縱像素　81
4.8.1　獲取像素數(shù)據(jù)　81
4.8.2　繪制像素數(shù)據(jù)　82
4.9　本章中的重要公式　86
4.9.1　從十六進制轉換到十進制　86
4.9.2　從十進制轉換到十六進制　86
4.9.3　組合三原色　86
4.9.4　提取三原色　86
4.9.5　繪制一條穿越某個點的曲線　87
4.10　小結　87

第二部分 基本動畫

第5章　速度向量和加速度　90
5.1　速度向量　90
5.1.1　向量與速度向量　91
5.1.2　單軸上的速度向量　91
5.1.3　雙軸上的速度向量　94
5.1.4　角速度　94
5.1.5　向量加法　96
5.1.6　鼠標追隨者　97
5.1.7　速度向量擴展　98
5.2　加速度　100
5.2.1　單軸加速度　100
5.2.2　雙軸加速度　102
5.2.3　重力加速度　104
5.2.4　角加速度　105
5.2.5　宇宙飛船　107
5.2.6　飛船控制　108
5.3　本章中的重要公式　111
5.3.1　將角速度分解為x、y軸上的速度向量　111
5.3.2　將角加速度(作用域物體上的力)分解為x、y軸上的加速度　111
5.3.3　將加速度加入速度向量　111
5.3.4　將速度向量加入位置坐標　111
5.4　小結　111

第6章　邊界與摩擦力　112
6.1　環(huán)境邊界　113
6.1.1　設置邊界　113
6.1.2　移除物體　114
6.1.3　重置物體　117
6.1.4　屏幕環(huán)繞　119
6.1.5　反彈　121
6.2　摩擦力　124
6.2.1　摩擦力，正確方法　125
6.2.2　摩擦力，簡便方法　126
6.2.3　摩擦力應用　127
6.3　本章中的重要公式　128
6.3.1　移除越界物體　128
6.3.2　重置越界物體　129
6.3.3　越界物體的屏幕環(huán)繞　129
6.3.4　應用摩擦力(正確方法)　129
6.3.5　應用摩擦力(簡便方法)　129
6.4　小結　129

第7章　用戶交互：移動物體　130
7.1　按下及釋放物體　130
7.1.1　使用觸摸事件　133
7.2　拖曳對象　135
7.2.1　結合運動代碼的拖曳　136
7.3　投擲　139
7.4　小結　142

第三部分 高級動畫

第8章　緩動與彈動　144
8.1　比例運動　144
8.2　緩動　145
8.2.1　簡單緩動　145
8.2.2　高級緩動　153
8.3　彈動　153
8.3.1　一維坐標上的彈動　154
8.3.2　二維坐標上的彈動　156
8.3.3　向移動的目標點彈動　157
8.3.4　彈簧在哪兒　158
8.3.5　鏈式彈動　159
8.3.6　多個目標點的彈動　161
8.3.7　目標偏移量　163
8.3.8　用彈簧連接多個物體　165
8.4　本章中的重要公式　170
8.4.1　簡單緩動，詳細版　170
8.4.2　簡單緩動，縮略版　170
8.4.3　簡單緩動，簡易版　170
8.4.4　簡單彈動，詳細版　170
8.4.5　簡單彈動，縮略版　171
8.4.6　簡單彈動，簡易版　171
8.4.7　有偏移量的彈動　171
8.5　小結　171

第9章　碰撞檢測　172
9.1　碰撞檢測的方法　172
9.2　基于幾何圖形的碰撞檢測　173
9.2.1　兩個物體間的碰撞檢測　173
9.2.2　物體和點的碰撞檢測　177
9.2.3　幾何圖形碰撞檢測法的總結　179
9.3　基于距離的碰撞檢測　179
9.3.1　基于距離的簡單碰撞檢測　180
9.3.2　彈性碰撞　182
9.4　多物體的碰撞檢測策略　184
9.4.1　基礎的多物體碰撞檢測　184
9.4.2　多物體彈動　186
9.5　本章中的重要公式　189
9.5.1　基于距離的碰撞檢測　189
9.5.2　多物體碰撞檢測　189
9.6　小結　189

第10章　坐標旋轉與斜面反彈　190
10.1　簡單坐標旋轉　190
10.2　高級坐標旋轉　192
10.2.1　旋轉單個物體　193
10.2.2　旋轉多個物體　194
10.3　斜面反彈　196
10.3.1　執(zhí)行旋轉　197
10.3.2　優(yōu)化代碼　201
10.3.3　實現(xiàn)動態(tài)效果　202
10.3.4　修復“不從邊緣落下”的問題　202
10.3.5　修復“線下”問題　204
10.3.6　從多個斜面反彈　205
10.4　本章中的重要公式　208
10.4.1　坐標旋轉　208
10.4.2　反向坐標旋轉　208
10.5　小結　208

第11章　撞球物理　209
11.1　質量　209
11.2　動量　210
11.3　動量守恒　210
11.3.1　單軸上的動量守恒　212
11.3.2　雙軸上的動量守恒　216
11.4　本章中的重要公式　231
11.4.1　動量守恒的數(shù)學表示　231
11.4.2　動量守恒的JavaScript代碼　231
11.5　小結　231

第12章　粒子與萬有引力　232
12.1　粒子　232
12.2　萬有引力　233
12.2.1　萬有引力　234
12.2.2　碰撞檢測及反應　236
12.2.3　軌道運動　237
12.3　彈力　238
12.3.1　萬有引力VS彈力　238
12.3.2　彈力節(jié)點花園　238
12.3.3　相連的節(jié)點　241
12.3.4　有質量的節(jié)點　242
12.4　本章中的重要公式　244
12.4.1　基本引力　244
12.4.2　引力公式的JavaScript實現(xiàn)　244
12.5　小結　244

第13章　正向運動學：讓物體行走　245
13.1　介紹正向和反向運動學　245
13.2　正向運動學編程入門　246
13.2.1　移動一個節(jié)段　246
13.2.2　移動兩個節(jié)段　251
13.3　過程自動化　253
13.3.1　建立一個自然行走周期　254
13.3.2　動態(tài)調整　257
13.4　讓它真實地行走　260
13.4.1　給它一些空間　260
13.4.2　加入重力　260
13.4.3　處理碰撞　261
13.4.4　處理反作用力　262
13.4.5　屏幕環(huán)繞，重復　264
13.5　小結　267

第14章　反向運動學：拖曳與伸出　268
14.1　伸出和拖曳單個節(jié)段　268
14.1.1　伸出單個節(jié)段　269
14.1.2　拖曳單個節(jié)段　270
14.2　拖曳多個節(jié)段　270
14.2.1　拖曳兩個節(jié)段　271
14.2.2　拖曳更多節(jié)段　272
14.3　伸出多個節(jié)段　274
14.3.1　伸向鼠標位置　274
14.3.2　伸向一個物體　279
14.3.3　加入一些交互　280
14.4　使用標準反向運動學方法　281
14.4.1　介紹余弦定理　281
14.4.2　編程實現(xiàn)余弦定理　283
14.5　本章中的重要公式　285
14.5.1　余弦定理　285
14.5.2　JavaScript中的余弦定理　285
14.6　小結　285

第四部分 3D動畫

第15章　三維基礎　288
15.1　第三維度與透視圖　289
15.1.1　z軸　289
15.1.2　透視圖　290
15.2　速度與加速度　293
15.3　反彈　295
15.3.1　單物體反彈　295
15.3.2　多物體反彈　297
15.3.3　Z排序　300
15.4　重力　301
15.5　屏幕環(huán)繞　304
15.6　緩動與彈動　311
15.6.1　緩動　311
15.6.2　彈動　312
15.7　坐標旋轉　314
15.8　碰撞檢測　319
15.9　本章中的重要公式　321
15.9.1　基本透視圖　321
15.9.2　Z排序　321
15.9.3　坐標旋轉　322
15.9.4　三維距離計算　322
15.10　小結　322

第16章　三維線條與填充　323
16.1　創(chuàng)建點和線　323
16.2　創(chuàng)建圖形　328
16.3　創(chuàng)建三維填充　332
16.3.1　使用三角形　332
16.4　三維實體建?！?37
16.4.1　建模旋轉的立方體　337
16.4.2　建模其他形狀　339
16.5　移動三維實體　343
16.6　小結　344

第17章　背面剔除與三維燈光　345
17.1　背面剔除　346
17.2　增強的深度排序　348
17.3　三維燈光　349
17.4　小結　356

第五部分 其他技巧

第18章　矩陣數(shù)學　358
18.1　矩陣基礎　358
18.2　矩陣運算　359
18.2.1　矩陣加法　359
18.2.2　矩陣乘法　360
18.3　canvas變換　363
18.4　小結　366

第19章　秘訣與技巧　367
19.1　布朗(隨機)運動　367
19.2　隨機分布　370
19.2.1　正方形分布　370
19.2.2　圓形分布　372
19.2.3　偏向分布　374
19.2.4　基于碰撞的分布　376
19.3　基于定時器和基于時間的動畫　378
19.3.1　基于定時器的動畫　378
19.3.2　基于時間的動畫　379
19.4　等質量物體之間的碰撞　381
19.5　集成聲音　382
19.6　小結　385

附錄A　常用公式　386
A.1　第3章　386
A.1.1　三角學基礎函數(shù)　386
A.1.2　角度與弧度互轉　386
A.1.3　朝鼠標指針(或任意一點)旋轉　386
A.1.4　創(chuàng)建波　386
A.1.5　創(chuàng)建圓形　387
A.1.6　創(chuàng)建橢圓形　387
A.1.7　獲取兩點間的距離　387
A.2　第4章　387
A.2.1　從十六進制轉換到十進制　387
A.2.2　從十進制轉換到十六進制　387
A.2.3　組合三原色　387
A.2.4　提取三原色　388
A.2.5　繪制一條穿越某個點的曲線　388
A.3　第5章　388
A.3.1　將角速度分解為x、y軸上的速度向量　388
A.3.2　將角加速度(作用于物體上的力)分解為x、y軸上的加速度　388
A.3.3　將加速度加入速度向量　388
A.3.4　將速度向量加入位置坐標　388
A.4　第6章　388
A.4.1　移除越界物體　388
A.4.2　重置越界物體　389
A.4.3　屏幕環(huán)繞越界物體　389
A.4.4　應用摩擦力(正確方法)　389
A.4.5　應用摩擦力(簡便方法)　389
A.5　第8章　389
A.5.1　簡單緩動，詳細版　389
A.5.2　簡單緩動，縮略版　390
A.5.3　簡單緩動，簡易版　390
A.5.4　簡單彈動，詳細版　390
A.5.5　簡單彈動，縮略版　390
A.5.6　簡單彈動，簡易版　390
A.5.7　有偏移量的彈動　390
A.6　第9章　391
A.6.1　基于距離的碰撞檢測　391
A.6.2　多物體碰撞檢測　391
A.7　第10章　391
A.7.1　坐標旋轉　391
A.7.2　反向坐標旋轉　391
A.8　第11章　391
A.8.1　動量守恒的數(shù)學表示　391
A.8.2　動量守恒的JavaScript代碼　392
A.9　第12章　392
A.9.1　基本引力　392
A.9.2　引力公式的JavaScript實現(xiàn)　392
A.10　第14章　392
A.10.1　余弦定理　392
A.10.2　JavaScript中的余弦定理　392
A.11　第15章　393
A.11.1　基本透視圖　393
A.11.2　Z排序　393
A.11.3　坐標旋轉　393
A.11.4　三維距離計算　393