javascript运动系列第八篇——碰壁运动

时间：2021-12-10 08:17:14

前面的话

　　碰撞运动可能是运动系列里面比较复杂的运动了。碰撞可以分为碰壁和互碰两种形式，而碰撞前后的运动形式也可以分为变速和匀速两种，如果再涉及到阻力，具有速度损耗的话，就更加复杂了。本文先介绍碰壁运动

匀速碰壁

　　碰壁是一种常见的碰撞形式，匀速碰壁是最简单的碰撞运动

　　假设一个密闭空间内一个弹性小球，小球有一个随机方向随机大小的初始速度。当小球碰壁时，速度不损失，而是做反向的匀速运动

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Document</title>

</head>

<body>

<div id="test" style="height: 100px;width: 100px;background:lightblue;position:absolute;top:60px;left:20px;border-radius:50%;"></div>

<button id="btn1">开始运动</button>

<button id="btn2">停止运动</button>

<span>游戏说明：当小球开始运动后，点击小球一次得一分</span>

<div id="result"></div>

<script>

var timer,i=0;

//声明得分

var key = 0;

var arr = ['orange','lightgreen','lightcoyal','pink','lightcyan','lightgray','lightseagreen','lightsteelblue'];

function changeColor(){

    i++;

    if(i == arr.length){

        i = 0;

    }

    test.style.background = arr[i];

}

document.onmousemove = function(){

    return false;

}

test.onclick = function(){

    //当小球开始运动后，开始记分

    if(test.timer){

        result.innerHTML = '当前得分为:' + ++key + '分'

    }

    changeColor();

}

btn1.onclick = function(){

    result.innerHTML = ''

    //将分数清零

    key = 0;

    collisionMove({

        obj:test

    })

    clearInterval(timer);

    timer = setInterval(function(){

        changeColor();

    },500);

}

btn2.onclick = function(){

    clearInterval(timer);

    clearInterval(test.timer);

    test.timer = 0;

    result.innerHTML = '你得到:' + key + '分，再接再厉！'

}

function getCSS(obj,style){

    if(window.getComputedStyle){

        return getComputedStyle(obj)[style];

    }

    return obj.currentStyle[style];

}

function collisionMove(json){

    var obj = json.obj;

    var fn = json.fn;

    //声明x、y轴的当前值

    var curX = parseFloat(getCSS(obj,'left'));

    var curY = parseFloat(getCSS(obj,'top'));

    //声明x、y轴的步长值

    var stepX = json.stepX;

    var stepY = json.stepY;

    //步长值默认值为[-25,-20,-15,-10,-5,0,5,10,15,20]中的一个随机数

    stepX = Number(stepX) || 5*Math.floor(Math.random() * 10 - 5);

    stepY = Number(stepY) || 5*Math.floor(Math.random() * 10 - 5);

    //声明x、y轴方向

    var dirX = json.dirX;

    var dirY = json.dirY;

    dirX = stepX > 0 ? '+' : '-';

    dirY = stepY > 0 ? '+' : '-';

    //声明offset宽高

    var offsetWidth = obj.offsetWidth;

    var offsetHeight = obj.offsetHeight;

    //声明元素活动区域宽高

    var activeWidth = json.activeWidth;

    var activeHeight = json.activeHeight;

    //元素获取区域宽高默认值为可视区域宽高

    activeWidth = Number(activeWidth) || document.documentElement.clientWidth;

    activeHeight = Number(activeHeight) || document.documentElement.clientHeight;

    //声明left、top样式值

    var left;

    var top;

    //清除定时器

    if(obj.timer){return;}

     //开启定时器

    obj.timer = setInterval(function(){

        //获取x、y轴的当前值

        curX = parseFloat(getCSS(obj,'left'));

        curY = parseFloat(getCSS(obj,'top'));

        //更新left、top值

        left = curX + stepX;

        top = curY + stepY;

        //右侧碰壁前一刻，步长大于剩余距离，且元素向右运动时

        if((left > activeWidth - offsetWidth) && (dirX == '+')){

            left = activeWidth - offsetWidth;

        }

        //左侧碰壁前一刻，步长大于剩余距离，且元素向左运动时

        if((Math.abs(stepX) > curX) && (dirX == '-')){

            left = curX;

        }

        //下侧碰壁前一刻，步长大于剩余距离，且元素向下运动时

        if((top > activeHeight - offsetHeight) && (dirY == '+')){

            top = activeHeight - offsetHeight;

        }

        //上侧碰壁前一刻，步长大于剩余距离，且元素向上运动时

        if((Math.abs(stepY) > curY) && (dirY == '-')){

            top = curY;

        }

        obj.style.left= left + 'px';

        obj.style.top = top + 'px';

        //左侧或右侧碰撞瞬间

        if(left == activeWidth - offsetWidth || left == curX){

            stepX = -stepX;

        }

        //上侧或下侧碰撞瞬间

        if(top == activeHeight - offsetHeight || top == curY){

            stepY = -stepY;

        }

        //更新运动方向

        dirX = stepX > 0 ? '+' : '-';

        dirY = stepY > 0 ? '+' : '-';

    },20);

}

</script>

</body>

</html>

*落体

　　元素在实际运动中，并不是保持匀速运动的，更多的是变速运动，而且会有速度损耗。典型的场景是*落体运动，物体落地之后会反方向弹几下，最终停在地上

　　*落体运动可以看做是重力与阻力合作的结果。在空中运动时，向下运动时，做匀加速运动；向上运动时，做匀减速运动。与地面碰撞的瞬间，产生速度损耗

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Document</title>

</head>

<body>

<div id="test" style="height:50px;width: 50px;background:lightblue;position:absolute;top:60px;border-radius:50%;"></div>

<button id="btn1">开始运动</button>

<button id="btn2">还原</button>

<script>

document.onmousedown = function(){

    return false;

}

btn1.onclick = function(){

    collisionMove({

        obj:test

    })

}

btn2.onclick = function(){

    history.go();

}

function getCSS(obj,style){

    if(window.getComputedStyle){

        return getComputedStyle(obj)[style];

    }

    return obj.currentStyle[style];

}

function collisionMove(json){

    var obj = json.obj;

    var fn = json.fn;

    //声明y轴的当前值

    var curY = parseFloat(getCSS(obj,'top'));

    //声明offset高

    var offsetHeight = obj.offsetHeight;

    //声明元素活动区域高

    var activeHeight = json.activeHeight;

    //元素获取区域宽高默认值为可视区域高

    activeHeight = Number(activeHeight) || document.documentElement.clientHeight;

    //声明y轴的步长值

    var stepY = 0;

    //声明top样式值

    var top;

    //声明减速系数

    var k = 0.8;

    //声明碰撞次数

    var i = 0;

    //清除定时器

    if(obj.timer){return;}

     //开启定时器

    obj.timer = setInterval(function(){

        //获取y轴的当前值

        curY = parseFloat(getCSS(obj,'top'));

        //更新步长值stepY

        stepY+= 5;

        //更新top值

        top = curY + stepY;

        //下侧碰壁前一刻，步长大于剩余距离，且元素向下运动时

        if(top > activeHeight - offsetHeight){

            top = activeHeight - offsetHeight;

        }

        obj.style.top = top + 'px';

        //下侧碰撞瞬间，改变运动方向，并产生速度损耗

        if(top == activeHeight - offsetHeight){

            //若碰撞10次后，则停止运动

            i++;

            if(i== 10){

                clearInterval(obj.timer)

                obj.timer = 0;

                fn && fn.call(obj);

            }

            stepY = -stepY * k;

        }

    },20);

}

</script>

</body>

</html>

投掷碰壁

　　如果一个物体向空中投掷出去，会呈现一个抛物线的效果，最终经过与地面碰撞多次后停止

　　投掷碰撞效果是x轴和y轴的合效果。x轴做匀速运动，当物体碰到地面后，x轴速度发生损耗；y轴做匀加速运动，当物体碰到地面后，y轴速度同样发生损耗

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Document</title>

</head>

<body>

<div id="test" style="height: 50px;width: 50px;background:lightblue;position:absolute;top:200px;left:20px;border-radius:50%;"></div>

<button id="btn1">开始运动</button>

<button id="btn2">还原</button>

<script>

document.onmousedown = function(){

    return false;

}

btn1.onclick = function(){

    collisionMove({

        obj:test

    })

}

btn2.onclick = function(){

    history.go();

}

function getCSS(obj,style){

    if(window.getComputedStyle){

        return getComputedStyle(obj)[style];

    }

    return obj.currentStyle[style];

}

function collisionMove(json){

    var obj = json.obj;

    var fn = json.fn;

    //声明y轴的当前值

    var curY = parseFloat(getCSS(obj,'top'));

    //声明offset高

    var offsetHeight = obj.offsetHeight;

    //声明元素活动区域高

    var activeHeight = json.activeHeight;

    //元素获取区域宽高默认值为可视区域高

    activeHeight = Number(activeHeight) || document.documentElement.clientHeight;

    //声明x、y轴的步长值

    var stepY = -50;

    var stepX = 10;

    //声明top、left样式值

    var top;

    var left;

    //声明减速系数

    var k = 0.8;

    //声明碰撞次数

    var i = 0;

    //清除定时器

    if(obj.timer){return;}

     //开启定时器

    obj.timer = setInterval(function(){

        //获取x、y轴的当前值

        curX = parseFloat(getCSS(obj,'left'));

        curY = parseFloat(getCSS(obj,'top'));

        //更新步长值stepY

        stepY+= 5;

        //更新top、left值

        top = curY + stepY;

        left = curX + stepX;

        //下侧碰壁前一刻，步长大于剩余距离，且元素向下运动时

        if(top > activeHeight - offsetHeight){

            top = activeHeight - offsetHeight;

        }

        obj.style.top = top + 'px';

        obj.style.left = left + 'px';

        //下侧碰撞瞬间，改变运动方向，并产生速度损耗

        if(top == activeHeight - offsetHeight){

            //若碰撞10次后，则停止运动

            i++;

            if(i== 10){

                clearInterval(obj.timer)

                obj.timer = 0;

                fn && fn.call(obj);

            }

            //速度损耗

            stepY = -stepY * k;

            stepX = stepX * k;

        }

    },20);

}

</script>

</body>

</html>

拖拽碰壁

　　实际情况下，一个物体默认具有重力效果。物体的重力效果是时时刻刻都在发生的，相当于定时器的每次运动，都有向下的匀加速运动

　  如果投掷速度不同，则运动速度也不相同。在碰壁的情况下，速度会有损耗，并且发生速度方向变化。最终，物体会落到地上

<!DOCTYPE html>

<html lang="en">

<head>

    <meta charset="UTF-8">

    <title>Document</title>

</head>

<body>

<div id="test" style="height: 100px;width: 100px;border-radius:50%;background:pink;position:absolute;top:40px;left:0;"></div>

<script>

//声明元素投掷步长值

var stepX=0,stepY=0;

//默认情况下，也存在重力效果

collisionMove({

    obj:test,

    stepX:stepX,

    stepY:stepY

})

function getCSS(obj,style){

    if(window.getComputedStyle){

        return getComputedStyle(obj)[style];

    }

    return obj.currentStyle[style];

}

//碰撞运动函数

function collisionMove(json){

    var obj = json.obj;

    var fn = json.fn;

    //声明x、y轴的当前值

    var curX = parseFloat(getCSS(obj,'left'));

    var curY = parseFloat(getCSS(obj,'top'));

    //声明x、y轴的步长值

    var stepX = json.stepX;

    var stepY = json.stepY;

       //声明元素的重要加速度

       var g = json.g || 3;

    //步长值默认值为10

    if(isNaN(Number(stepX))){

        stepX = 10;

    }else{

        stepX = Number(stepX);

    }

    if(isNaN(Number(stepY))){

        stepY = 10;

    }else{

        stepY = Number(stepY);

    }

    //声明x、y轴方向

    var dirX = json.dirX;

    var dirY = json.dirY;

    dirX = stepX > 0 ? '+' : '-';

    dirY = stepY > 0 ? '+' : '-';

    //声明offset宽高

    var offsetWidth = obj.offsetWidth;

    var offsetHeight = obj.offsetHeight;

    //声明元素活动区域宽高

    var activeWidth = json.activeWidth;

    var activeHeight = json.activeHeight;

    //元素获取区域宽高默认值为可视区域宽高

    activeWidth = Number(activeWidth) || document.documentElement.clientWidth;

    activeHeight = Number(activeHeight) || document.documentElement.clientHeight;

    //声明left、top样式值

    var left;

    var top;

    //声明减速系数

    var k = 0.8;

    //声明碰撞次数

    var i = 0;

    //清除定时器

    if(obj.timer){return;}

     //开启定时器

    obj.timer = setInterval(function(){

        //获取x、y轴的当前值

        curX = parseFloat(getCSS(obj,'left'));

        curY = parseFloat(getCSS(obj,'top'));

        //受到重力影响，更新步长值stepY

        stepY += g;

        //更新left、top值

        left = curX + stepX;

        top = curY + stepY;

        //右侧碰壁前一刻，步长大于剩余距离，且元素向右运动时

        if((left > activeWidth - offsetWidth) && (dirX == '+')){

            left = activeWidth - offsetWidth;

        }

        //左侧碰壁前一刻，步长大于剩余距离，且元素向左运动时

        if((Math.abs(stepX) > curX) && (dirX == '-')){

            left = curX;

        }

        //下侧碰壁前一刻，步长大于剩余距离，且元素向下运动时

        if((top > activeHeight - offsetHeight) && (dirY == '+')){

            top = activeHeight - offsetHeight;

        }

        //上侧碰壁前一刻，步长大于剩余距离，且元素向上运动时

        if((Math.abs(stepY) > curY) && (dirY == '-')){

            top = curY;

        }

        obj.style.left= left + 'px';

        obj.style.top = top + 'px';

        //左侧或右侧碰撞瞬间

        if(left == activeWidth - offsetWidth || left == curX){

            //x轴方向速度损耗，并发生方向变化

            stepX = -stepX * k;

        }

        //上侧或下侧碰撞瞬间

        if(top == activeHeight - offsetHeight || top == curY){

            //y轴方向速度损耗，并发生方向变化

            stepY = -stepY * k;

            //x轴方向速度损耗

            stepX = stepX * k;

        }

        //元素与地面碰撞10次后，则停止运动

        if(top == activeHeight - offsetHeight){

            i++;

            if(i== 10){

                clearInterval(obj.timer)

                obj.timer = 0;

                fn && fn.call(obj);

            }

        }

        //更新运动方向

        dirX = stepX > 0 ? '+' : '-';

        dirY = stepY > 0 ? '+' : '-';

    },20);

}

//初始抛掷

test.onmousedown = function(e){

    e = e || event;

    //声明上一次mousemove事件的坐标位置

    var lastX2 = e.clientX;

    var lastY2 = e.clientY;

    //获取元素距离定位父级的x轴及y轴距离

    var x0 = this.offsetLeft;

    var y0 = this.offsetTop;

    //获取此时鼠标距离视口左上角的x轴及y轴距离

    var x1 = e.clientX;

    var y1 = e.clientY;

    //鼠标按下时，获得此时的页面区域

    var L0 = 0;

    var R0 = document.documentElement.clientWidth;

    var T0 = 0;

    var B0 = document.documentElement.clientHeight;

    //鼠标按下时，获得此时的元素宽高

    var EH = this.offsetHeight;

    var EW = this.offsetWidth;

    document.onmousemove = function(e){

        e = e || event;

        //获取此时鼠标距离视口左上角的x轴及y轴距离

        var x2 = e.clientX;

        var y2 = e.clientY;

        stepX = x2 - lastX2;

        stepY = y2 - lastY2;

        lastX2 = e.clientX;

        lastY2 = e.clientY;

        //计算此时元素应该距离视口左上角的x轴及y轴距离

        var X = x0 + (x2 - x1);

        var Y = y0 + (y2 - y1);

        /******范围限定*******/

        //获取鼠标移动时元素四边的瞬时值

        var L = X;

        var R = X + EW;

        var T = Y;

        var B = Y + EH;

        //在将X和Y赋值给left和top之前，进行范围限定

        //只有在范围内时，才进行相应的移动

        //如果脱离左侧范围，则left置L0

        if(L < L0){X = L0;}

        //如果脱离右侧范围，则left置为R0

        if(R > R0){X = R0 - EW;}

        //如果脱离上侧范围，则top置T0

        if(T < T0){Y = T0;}

        //如果脱离下侧范围，则top置为B0

        if(B > B0){Y = B0 - EH;}

        //将X和Y的值赋给left和top，使元素移动到相应位置

        test.style.left = X + 'px';

        test.style.top = Y + 'px';

    }

    document.onmouseup = function(e){

        e = e || event;

        var maxHeight = document.documentElement.clientHeight - test.offsetHeight;

        var maxWidth = document.documentElement.clientWidth - test.offsetWidth;

        //以设置的投掷速度来进行碰撞运动

        collisionMove({

            obj:test,

            stepX:stepX,

            stepY:stepY

        })

        //当鼠标抬起时，拖拽结束，则将onmousemove赋值为null即可

        document.onmousemove = null;

        //释放全局捕获

        if(test.releaseCapture){

            test.releaseCapture();

        }

    }

    //阻止默认行为

    return false;

    //IE8-浏览器阻止默认行为

    if(test.setCapture){

        test.setCapture();

    }

}

</script>

</body>

</html>

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