星座连线 · 原理与代码
k 近邻图构成的星座连线。
运行逻辑
访问 `/canvas/constellation` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-canvas'` 懒加载 `demos/kits/kit-canvas.js`,调用 `mount(host, { variant: 'constellation' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `constellation`,`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; rng — 可复现的伪随机数生成器(同一种子结果相同); hexRgb — 颜色字符串 → [r, g, b]; rgba — 生成 rgba() 颜色字符串; 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.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.stroke() — 描边当前路径; ctx.arc() — 画圆弧/圆(圆心、半径、起止角); ctx.fill() — 填充当前路径
本 demo 代码
frontend/src/demos/kits/kit-canvas.js: FAM.constellation (L751-L790)
代码解释
L753-753: 控件定义(颜色/速度/大小/数量/额外参数):星线颜色、星星大小、星数 N、近邻数 k、闪烁强度。 L754-754: 预设按钮:名称 → 参数覆盖值(4 个:疏星、密星、亮线、暗线)。 L755-763: 信息面板内容:实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L764-789: 初始化函数:建立状态并返回每帧回调:用 Canvas 2D 的 `beginPath`, `moveTo`, `lineTo`, `stroke`, `arc`, `fill` 绘制;数学计算用到 `Math.round`, `Math.cos`, `Math.sin`, `Math.min`, `Math.sqrt`, `Math.max`;返回读数 `n`, `k`, `E`, `Lm`, `Lx`, `pc` 给信息面板。
原理
每颗星连向离它最近的 k 颗星(k-NN) 边数 ≤ N·k,互为近邻的边只算一次 亮度 b = 1 − τ + τ·(½ + ½ sin(ωᵢt + φᵢ)) 和“距离小于阈值就连线”不同,这里每颗星只连向 离它最近的 k 颗 。这样无论星星疏密,每颗星都至少有 k 条线,图案更像星座。 如果 A 是 B 的近邻、B 也是 A 的近邻,这条边只画一次,所以边数通常小于 N·k。 星星各自以不同频率闪烁;指针附近 140px 内的星会和指针连线。