极光 · 原理与代码

噪声帘幕构成的极光色带。

运行逻辑

访问 `/canvas/aurora` 时，DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-canvas'` 懒加载 `demos/kits/kit-canvas.js`，调用 `mount(host, { variant: 'aurora' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `aurora`，`withControls` 生成控件面板（4 个预设 + 参数滑块）。 `createCanvasStage` 创建 `<canvas>`（HiDPI 上限 2×、ResizeObserver 自适应）和右侧信息面板。家族的 `build(S)` 初始化本 demo 的状态并返回每帧回调。每个 `requestAnimationFrame`：读取控件值，按速度缩放模拟时钟（dt 上限 50 ms），执行帧回调绘制；返回的读数写入信息面板。改变参数：颜色/速度/大小等即时生效，需要重建的参数触发重新挂载；离开页面时取消 rAF、移除监听并释放资源。

运行环境

Canvas 2D: 2D 画布绘图; requestAnimationFrame: 与屏幕刷新同步的动画循环; ResizeObserver: 画布随容器尺寸自适应; Pointer Events: 鼠标/触摸/触控笔统一事件; devicePixelRatio: HiDPI 清晰渲染（上限 2×） · react 18.3.1, react-router-dom 6.30.6, vite 5.4.21

引入的组件与依赖

react 18.3.1

引入的组件函数

withControls — 把演示包进统一控制面板（预设按钮、参数滑块、重置），参数变化时热更新或重挂载; paramsFromSpec — 把 spec（颜色/速度/大小/数量/额外参数）转换成控制面板参数定义; createCanvasStage — 共享 Canvas 2D 舞台：画布 + 信息面板、HiDPI、单一 rAF 循环、指针状态、自动演示指针; makeNoise — 平滑值噪声 + fBm 分形叠加; hueOf — 取颜色的色相（0–360°）; clamp — 把数值限制在区间内; TAU — 常量 2π; fmt — 数字格式化（固定小数位）; F — 公式块 HTML; S.clear — 用背景色清屏（可半透明做拖尾）; S.get — 读取当前控件参数; S.onFrame — 注册每帧回调，返回值进入信息面板读数; ctx.createLinearGradient() — 创建线性渐变; ctx.fillRect() — 填充矩形; ctx.drawImage() — 把图像/离屏画布绘制到画布上; ctx.beginPath() — 开始一条新路径; ctx.moveTo() — 移动画笔起点（不画线）; ctx.lineTo() — 直线连到指定点; ctx.fill() — 填充当前路径

本 demo 代码

frontend/src/demos/kits/kit-canvas.js: FAM.aurora (L708-L749)

代码解释

L710-710: 控件定义（颜色/速度/大小/数量/额外参数）：极光颜色、光带高度、光带数、摆动幅度、指针风力。 L711-711: 预设按钮：名称 → 参数覆盖值（4 个：绿紫、蓝青、粉橙、慢漂）。 L712-720: 信息面板内容：实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L721-748: 初始化函数：建立状态并返回每帧回调：用 Canvas 2D 的 `createLinearGradient`, `fillRect`, `drawImage`, `beginPath`, `moveTo`, `lineTo` … 绘制；数学计算用到 `Math.max`, `Math.round`, `Math.sin`, `Math.abs`；返回读数 `n`, `lam`, `amp`, `bp`, `lean`, `vd` 给信息面板。

原理

帘幕顶边 y(x,t) = y₀ + A·[sin(kx + ωt + φ) + fbm(x/250, 0.2t)] 亮度 b(x) = 0.4 + 0.6·fbm(x/120, 0.3t) 每列竖直渐变：颜色 → 透明真实极光是太阳风粒子撞击高层大气发光，形状像随风飘动的帘幕。这里每条光带的顶边由正弦波加噪声决定，再从顶边向下画一条由亮到透明的竖直渐变。亮度也用噪声沿水平方向变化，出现一束束亮丝。多条光带用“加色混合”（lighter）叠加，交叠处更亮。指针左右位置相当于风，会让帘幕向一侧偏斜。

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