画板 · 原理与代码
指数平滑笔刷与速度感应线宽。
运行逻辑
访问 `/canvas/draw` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-canvas'` 懒加载 `demos/kits/kit-canvas.js`,调用 `mount(host, { variant: 'draw' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `draw`,`withControls` 生成控件面板(5 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。 指针按下/拖动/移动时更新交互状态(拖拽手柄、悬停读数);未触碰且开启「自动演示」时指针沿 Lissajous 路径自动移动。 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; makeLayer — 离屏图层(拖尾/像素场); fadeA — 与帧率无关的淡出系数; 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.onDown — 指针按下; S.onUp — 指针抬起; S.isAutoDemo — 是否开启「自动演示」; 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.drawImage() — 把图像/离屏画布绘制到画布上; 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.draw (L180-L231)
代码解释
L182-182: 控件定义(颜色/速度/大小/数量/额外参数):笔刷颜色、笔刷粗细、平滑度 s、褪色速度、速度感应线宽、自动示范笔。 L183-183: 预设按钮:名称 → 参数覆盖值(5 个:钢笔、粗马克、细线、不褪色、高平滑)。 L184-192: 信息面板内容:实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L193-230: 初始化函数:建立状态并返回每帧回调:注册指针事件 `S.onDown`, `S.onUp`;用 Canvas 2D 的 `beginPath`, `moveTo`, `lineTo`, `stroke`, `drawImage`, `arc` … 绘制;数学计算用到 `Math.abs`, `Math.pow`, `Math.hypot`, `Math.max`;返回读数 `strokes`, `len`, `v`, `w`, `s`, `col`, `fade` … 给信息面板。
原理
平滑点 p̃ ← p̃ + (1 − s)·(p − p̃) 线宽 w = 粗细 × clamp(1.4 − v/1200, 0.4, 1.4) 段长 Δl = |p̃ₙ − p̃ₙ₋₁|,总长 = ΣΔl 手指或鼠标的原始坐标会抖动。笔刷不直接用原始点,而是让“笔尖”每次只朝原始点走 (1 − s) 的比例,这叫 指数平滑 ,s 越大线越顺滑但越“拖”。 打开速度感应后,画得快线变细、画得慢线变粗,像真实的毛笔。 画好的笔迹存在一张离屏画布上,褪色速度 > 0 时会慢慢淡去。双击清空画板。