云澜组件库 Clyune Component GalleryMatter.js 物理引擎 · 原理与代码
真实刚体引擎：重力、冲量碰撞、弹性与摩擦。
运行逻辑
访问 `/physics/matter` 时，DemoHost 按 registry 的 `mod: 'kit-physics'` 懒加载 `demos/kits/kit-physics.js`，调用 `mount(host, { variant: 'matter' })`。 mount 把 variant 解析为家族 `matter`，`withControls` 生成控件面板（5 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。 按需从 CDN 加载 matter-js@0.20.0（jsDelivr → npmmirror → unpkg 回退）。 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, matter-js 0.20.0
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）; 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; libs — 按需从 CDN 加载第三方库（jsDelivr → npmmirror → unpkg 回退）; S.onResize — 画布尺寸变化; S.onDown — 指针按下; S.onUp — 指针抬起; 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; Matter.Engine.create — 创建物理引擎; Matter.Events.on — 订阅碰撞等事件; Matter.Query.point — 查询某点下的刚体; Matter.Constraint.create — 创建约束（弹簧/铰链/拖拽）; Matter.Composite.add — 把刚体/约束加入世界; Matter.Composite.remove — 从世界移除刚体; Matter.World.clear — 清空世界; Matter.Engine.clear — 清空引擎状态
本 demo 代码
frontend/src/demos/kits/kit-physics.js: FAM.matter (L37-L100)
代码解释
L39-39: 控件定义（颜色/速度/大小/数量/额外参数）：物体主色、物体大小、物体数、弹性系数 e、重力倍数、摩擦系数 μ。 L40-40: 预设按钮：名称 → 参数覆盖值（5 个：默认、高弹、无重力、多物体、大块）。 L41-49: 信息面板内容：实时读数行 rows(v)、公式、说明、参数、步骤。 L50-99: 初始化函数：建立状态并返回每帧回调：注册指针事件 `S.onDown`, `S.onUp`；用 Canvas 2D 的 `fillText`, `beginPath`, `moveTo`, `lineTo`, `closePath`, `fill` … 绘制；调用 Matter.js `Engine.create`, `Events.on`, `Query.point`, `Constraint.create`, `Composite.add` …；数学计算用到 `Math.min`, `Math.round`, `Math.abs`, `Math.max`；返回读数 `n`, `ke`, `vm`, `col`, `e`, `fr`, `g` … 给信息面板。
原理
牛顿第二定律：m·a = Σ F（重力 + 接触力） 碰撞冲量 j = −(1 + e)·v_rel·n / (1/m₁ + 1/m₂) 摩擦 |F_f| ≤ μ·|F_n| 这是真正的刚体物理引擎 Matter.js ：每个圆、方块、多边形都有质量、速度和角速度，每一步先按重力积分，再检测相互穿透并用 冲量 把它们推开。 弹性系数 e 决定碰撞后保留多少相对速度（1 = 完全弹性，0 = 粘在一起）；摩擦让物体在接触面上减速、能堆起来。 中间有一根慢慢旋转的搅拌杆，指针本身也是一个看不见的圆盘，会把物体推开。按住物体可以抓起来甩出去。