螺旋采样 · 原理与代码
阿基米德 / 对数 / 费马螺线。
运行逻辑
访问 `/canvas/spiral` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-canvas'` 懒加载 `demos/kits/kit-canvas.js`,调用 `mount(host, { variant: 'spiral' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `spiral`,`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; hexRgb — 颜色字符串 → [r, g, b]; rgba — 生成 rgba() 颜色字符串; hueOf — 取颜色的色相(0–360°); 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.setLineDash() — 设置虚线样式; 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.spiral (L993-L1030)
代码解释
L994-994: 控件定义(颜色/速度/大小/数量/额外参数):螺线颜色、螺距 b、臂数、类型 1阿基米德 2对数 3费马、彩虹渐变、圈数。 L995-995: 预设按钮:名称 → 参数覆盖值(4 个:阿基米德、对数、双螺旋、彩旋)。 L996-1004: 信息面板内容:实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L1005-1029: 初始化函数:建立状态并返回每帧回调:用 Canvas 2D 的 `beginPath`, `moveTo`, `lineTo`, `stroke`, `setLineDash`, `arc` … 绘制;数学计算用到 `Math.round`, `Math.min`, `Math.max`, `Math.exp`, `Math.sqrt`, `Math.cos` …;返回读数 `type`, `arms`, `b`, `turns`, `th`, `rp` 给信息面板。
原理
阿基米德:r = b·θ(圈距恒定 2πb) 对数:r = a·e^(bθ)(每圈放大 e^(2πb) 倍,鹦鹉螺) 费马:r = b·√θ(等面积,向日葵籽) 螺线在 极坐标 里最好描述:角度 θ 一直增大,半径 r 随 θ 按某个规律变化。 阿基米德螺线每圈间距相同,像唱片纹路;对数螺线每圈按固定比例放大,自然界的鹦鹉螺、台风、星系旋臂都接近它;费马螺线越往外越密,是向日葵种子排列的基础。 多条臂就是把整条曲线旋转 360°/臂数 再画一次。指针角度处标出该角对应的半径。