js实现自由落体效果 JavaScript模拟实现自由落体效果

时间:2021-03-30 caryForJava 人气:0

1.效果图

2.实现分析

利用Canvas画圆球、地面；

1.下落过程

物理知识回顾，物体下落过程（不计损耗）由重力势能转换成动能

重力势能 Ep = mgh

动能 Ek = (1/2)mv^2

速度右0增加至gt

此间需要计算浏览器每次渲染的圆球y坐标

y = (1/2)gt^2

2.反弹过程

动能转化成重力势能

速度是逐渐减少直至为0

本打算设置 y = (1/2)g(t-t1)^2，t1为下落或者反弹消耗的时长

但是实际呈现的效果却不尽人意，应该是反弹位移计算有误，经反复思考无果（若哪位大拿有更好的实现方式欢迎评论告知）

所以决定将下落过程的位移保存在一个数组里，待反弹时再逐一取出赋值

3.代码实现

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
 <meta charset="UTF-8">
 <title>Title</title>
 <style>
  body {
   padding: 0;
   margin: 0;
   background-color: rgba(0, 0, 0, 1);
  }
  #canvas{
   display: block;
   margin: 10px auto;
  }
 </style>
</head>
<body>
<canvas id="canvas" width="600" height="600">your browser is not support canvas</canvas>
<script type="text/javascript">
 //自由落体 H=(gt^2)/2 动能 Ek=(mv^2)/2 重力势能:Ep = mgh
 let x=300,y=60,     //圆心坐标
  minHeight = 60,    //最小下落位移
  maxHeight = 446,   //最大下落位移
  dir = true;     //dir true下落，false为弹起
 (function(){
  let canvas= document.getElementById('canvas');
  let ctx = canvas.getContext('2d');
  draw(ctx);
 })();
 function draw(ctx){
  let currentTime = new Date().getTime();  //开始毫秒数,折返记录一次currentTime
  let arr_y = [];        //设置下落位移的数组
  window.requestAnimationFrame(function init(){
   if(dir){
    if(y >= maxHeight){
     dir = false;
     currentTime = new Date().getTime();
    }else{
     y = y + Math.pow((new Date().getTime() - currentTime)/1000,2)*10/2;
     arr_y.push(y);
    }
   }else{
    if(y <= minHeight){
     dir = true;
     currentTime = new Date().getTime();
    }else{
     y = arr_y.splice(-1,1)[0] || 60;
    }
   }
   drawArc(ctx,x,y);
   requestAnimationFrame(init);
  });
 }
 //绘制圆球和地面
 function drawArc(ctx,x,y){
  ctx.clearRect(0, 0, 600, 600);
  ctx.beginPath();
  ctx.arc(x,y,50,0,Math.PI*2);
  ctx.fillStyle='#98adf0';
  ctx.fill();
  ctx.save();
  ctx.beginPath();
  ctx.strokeStyle = '#ffffff';
  ctx.moveTo(0,500);
  ctx.lineTo(600,500);
  ctx.lineWidth = 4;
  ctx.stroke();
  ctx.closePath();
  ctx.save();
 }
</script>
</body>
</html>

4.结语

虽然只是一个简单的下落和弹起，但是为了弹起位移的实现整整花费本人6天的时间（主要是每天都思考怎么计算弹起位移）

主要开始的思路一直关注在

下落位移（开口线上抛物线方程）

y = (1/2)gt^2

思考反弹的位移应该改是将抛物线沿x轴右移t1，得出

y = (1/2)g(t-t1)^2

有兴趣的同学可以试试看看效果

浏览器渲染反弹的效果不尽人意，所以一直没想出计算的位移方法，故使用数组实现

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