云澜组件库 Clyune Component Gallery沙粒 · 原理与代码
元胞自动机落沙与安息角。
运行逻辑
访问 `/canvas/sand` 时，DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-canvas'` 懒加载 `demos/kits/kit-canvas.js`，调用 `mount(host, { variant: 'sand' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `sand`，`withControls` 生成控件面板（3 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）; 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.drawImage() — 把图像/离屏画布绘制到画布上; ctx.fillRect() — 填充矩形; ctx.beginPath() — 开始一条新路径; ctx.arc() — 画圆弧/圆（圆心、半径、起止角）; ctx.stroke() — 描边当前路径
本 demo 代码
frontend/src/demos/kits/kit-canvas.js: FAM.sand (L792-L844)
代码解释
L794-794: 控件定义（颜色/速度/大小/数量/额外参数）：沙子颜色、沙粒像素、倾倒速率 粒/s、底部漏斗。 L795-795: 预设按钮：名称 → 参数覆盖值（3 个：细沙、粗沙、彩沙）。 L796-804: 信息面板内容：实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L805-843: 初始化函数：建立状态并返回每帧回调：用 Canvas 2D 的 `drawImage`, `fillRect`, `beginPath`, `arc`, `stroke` 绘制；数学计算用到 `Math.max`, `Math.floor`, `Math.round`, `Math.min`；返回读数 `g`, `cols`, `rows`, `rate`, `out`, `top`, `drain` 给信息面板。
原理
规则①：下方为空 → 下落一格 规则②：否则左下/右下为空 → 斜落（随机先试一边） 否则静止；斜率最多 1 格/格 ⇒ 安息角 ≈ 45° 画面被切成网格，每格要么是沙要么是空。每一步从下往上扫描，每粒沙只看身边三格，按两条简单规则移动——这就是 元胞自动机 。 只靠局部规则，就自然出现了沙堆、滑坡和稳定的斜坡角度（ 安息角 ）。真实干沙的安息角约 30°~35°，这个规则给出 45°。 底部中央有个漏斗口，倒入与漏出平衡后会形成 V 形稳定沙面。