隧道穿梭 · 原理与代码
透视投影 r = f·R/z 的伪 3D 隧道。
运行逻辑
访问 `/canvas/tunnel` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-canvas'` 懒加载 `demos/kits/kit-canvas.js`,调用 `mount(host, { variant: 'tunnel' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `tunnel`,`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; 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.lineTo() — 直线连到指定点; ctx.moveTo() — 移动画笔起点(不画线); ctx.closePath() — 闭合当前子路径; ctx.stroke() — 描边当前路径
本 demo 代码
frontend/src/demos/kits/kit-canvas.js: FAM.tunnel (L1034-L1067)
代码解释
L1035-1035: 控件定义(颜色/速度/大小/数量/额外参数):隧道颜色、管半径 R、环数、截面 1圆 2方 3六边、指针转向、彩虹环。 L1036-1036: 预设按钮:名称 → 参数覆盖值(3 个:圆环、方管、彩隧)。 L1037-1045: 信息面板内容:实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L1046-1066: 初始化函数:建立状态并返回每帧回调:用 Canvas 2D 的 `beginPath`, `lineTo`, `moveTo`, `closePath`, `stroke` 绘制;数学计算用到 `Math.round`, `Math.min`, `Math.floor`, `Math.cos`, `Math.sin`, `Math.max`;返回读数 `v`, `r`, `n`, `shape`, `f`, `R`, `z` … 给信息面板。
原理
透视:屏幕半径 r = f · R / z 前进:z ← z − v·Δt,z 转向:环心偏移 Δ = s·(指针 − 中心)·(1 − z_min/z) 隧道由一串相同大小的环组成,只是离我们的距离 z 不同。根据 透视投影 ,远处的东西看起来更小:屏幕半径 = 焦距 × 真实半径 / 距离。 让所有环的 z 不断减小,就有了向前飞行的感觉;穿过镜头的环被移到最远处循环使用。 远处的环心按指针方向偏移更多,形成隧道转弯的效果,并用亮度模拟雾气。