烟雾 · 原理与代码
浮力 + 湍流 + 扩散的烟雾。
运行逻辑
访问 `/canvas/smoke` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-canvas'` 懒加载 `demos/kits/kit-canvas.js`,调用 `mount(host, { variant: 'smoke' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `smoke`,`withControls` 生成控件面板(6 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); makeNoise — 平滑值噪声 + fBm 分形叠加; rgba — 生成 rgba() 颜色字符串; clamp — 把数值限制在区间内; 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.createRadialGradient() — 创建径向渐变; ctx.fillRect() — 填充矩形; ctx.drawImage() — 把图像/离屏画布绘制到画布上
本 demo 代码
frontend/src/demos/kits/kit-canvas.js: FAM.smoke (L1110-L1139)
代码解释
L1112-1112: 控件定义(颜色/速度/大小/数量/额外参数):烟雾颜色、烟团大小、发射率 个/s、浮力 a、湍流扩散。 L1113-1113: 预设按钮:名称 → 参数覆盖值(6 个:轻烟、浓烟、烟囱、彩色烟、慢散、快喷)。 L1114-1122: 信息面板内容:实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L1123-1138: 初始化函数:建立状态并返回每帧回调:用 Canvas 2D 的 `createRadialGradient`, `fillRect`, `drawImage` 绘制;数学计算用到 `Math.exp`, `Math.min`;返回读数 `n`, `rate`, `a`, `age`, `r`, `sp` 给信息面板。
原理
vᵧ ← vᵧ − a·Δt(热烟上升) vₓ ← vₓ + s·(noise(x, y, t) − ½)·Δt 半径 r = r₀(1 + 1.5·age),透明度 α = α₀(1 − age/life) 烟由许多半透明的圆团组成。热空气比周围轻,受 浮力 向上加速;空气中不规则的气流用噪声场模拟,把烟团推得左右摇摆( 湍流 )。 烟团在上升过程中不断变大变淡,表示烟在向四周扩散、浓度下降。 烟从底部的烟源和指针位置同时冒出。