噪声场 · 原理与代码
分形布朗运动(FBM)噪声场。
运行逻辑
访问 `/canvas/noise` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-canvas'` 懒加载 `demos/kits/kit-canvas.js`,调用 `mount(host, { variant: 'noise' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `noise`,`withControls` 生成控件面板(8 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; makeLayer — 离屏图层(拖尾/像素场); makeNoise — 平滑值噪声 + fBm 分形叠加; hexRgb — 颜色字符串 → [r, g, b]; 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.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.drawImage() — 把图像/离屏画布绘制到画布上; ctx.beginPath() — 开始一条新路径; ctx.arc() — 画圆弧/圆(圆心、半径、起止角); 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
本 demo 代码
frontend/src/demos/kits/kit-canvas.js: FAM.noise (L451-L490)
代码解释
L452-452: 控件定义(颜色/速度/大小/数量/额外参数):色调、缩放(特征尺寸)、倍频数(octaves)、域扭曲强度、模式 1平滑 2大理石 3湍流。 L453-453: 预设按钮:名称 → 参数覆盖值(8 个:Value、FBM 流、域扭曲、云层、大理石、电浆…)。 L454-462: 信息面板内容:实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L463-489: 初始化函数:建立状态并返回每帧回调:用 Canvas 2D 的 `drawImage`, `beginPath`, `arc`, `moveTo`, `lineTo`, `stroke` 绘制;数学计算用到 `Math.min`, `Math.max`, `Math.round`, `Math.sin`, `Math.abs`;返回读数 `oct`, `f`, `amp`, `mode`, `warp`, `vp` 给信息面板。
原理
fbm(p) = Σᵢ 0.5ⁱ · noise(2ⁱ · f · p) / Σ 0.5ⁱ 域扭曲:p′ = p + w · (fbm(p+a), fbm(p+b)) 大理石 = ½ + ½ sin(10·fbm),湍流 = |2·fbm − 1| 值噪声 在整数格点放随机数,中间用平滑曲线插值,得到柔和的起伏。 把同一个噪声按频率 ×2、振幅 ×0.5 叠加多层(倍频),大轮廓上就有了小细节,这就是 FBM ,常用来做云、地形、火焰。 域扭曲 先用噪声把坐标推歪再采样,形状会变成流动的漩涡。第三个维度用时间,所以图案会缓慢演化。