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云澜 Clyune 云澜组件库 Clyune Component Gallery · English

漂浮气泡 · 原理与代码

斯托克斯定律:大泡比小泡升得快 (r²)。

运行逻辑

访问 `/physics/bubbles` 时,DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-physics'` 懒加载 `demos/kits/kit-physics.js`,调用 `mount(host, { variant: 'bubbles' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `bubbles`,`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。 指针按下/拖动/移动时更新交互状态(拖拽手柄、悬停读数);未触碰且开启「自动演示」时指针沿 Lissajous 路径自动移动。 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); 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.onDown — 指针按下; 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.createLinearGradient() — 创建线性渐变; 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.fill() — 填充当前路径; ctx.stroke() — 描边当前路径

本 demo 代码

frontend/src/demos/kits/kit-physics.js: FAM.bubbles (L394-L429)

代码解释

L396-396: 控件定义(颜色/速度/大小/数量/额外参数):气泡颜色、气泡大小、气泡数、液体粘度 μ、左右摆动。 L397-397: 预设按钮:名称 → 参数覆盖值(6 个:少、多、大、小、慢升、快升)。 L398-406: 信息面板内容:实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L407-428: 初始化函数:建立状态并返回每帧回调:注册指针事件 `S.onDown`;用 Canvas 2D 的 `createLinearGradient`, `fillRect`, `beginPath`, `arc`, `fill`, `stroke` 绘制;数学计算用到 `Math.round`, `Math.min`, `Math.max`, `Math.exp`, `Math.sin`;返回读数 `n`, `rmin`, `rmax`, `vbig`, `vsmall`, `ratio`, `mu` … 给信息面板。

原理

斯托克斯终端速度:v_t = 2(ρ液 − ρ气)·g·r² / (9μ) 趋近终速:v ← v + (v_t − v)·(1 − e^(−Δt/τ)) ⇒ 半径翻倍,上升速度变 4 倍 小气泡在液体里受 浮力 向上,同时受与速度成正比的 粘滞阻力 。两者平衡时达到终端速度,由斯托克斯定律给出:v ∝ r²/μ。 所以大气泡升得比小气泡快得多(半径 2 倍 → 速度 4 倍),粘度越大(像蜂蜜)上升越慢。 气泡升到顶部会破裂并从底部重新生成;指针会把气泡推开,点击可以戳破。

打开交互演示 · GitHub