HTML5 Canvas与JavaScript携手绘制动态星空背景

一、程序代码

二、代码原理

三、运行效果

一、程序代码

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>星空背景</title>
</head>
<body style="overflow-x:hidden;">
    <canvas id="canvas"></canvas> <!-- 创建一个画布元素 -->
</body>

<script>
    // 获取画布元素和2D上下文
	canvas = document.getElementById('canvas');
	ctx = canvas.getContext('2d'); 
	// 设置画布宽度和高度
	w = canvas.width = window.innerWidth;		
	h = canvas.height = window.innerHeight-50; 
	
	hue = 217; // 设定颜色
	stars = []; // 存储星星的数组
	count = 0,
	maxStars = 1500; // 星星数量

    // 创建用于渲染星星的小画布
	canvas2 = document.createElement('canvas');
	w2 = canvas2.width = 100;
	h2 = canvas2.height = 100;
	ctx2 = canvas2.getContext("2d");
	gradientCache = ctx2.createRadialGradient(w2 / 2, h2 / 2, 0, w2 / 2, h2 / 2, w2 / 2);
	gradientCache.addColorStop(0.025, '#fff');
	gradientCache.addColorStop(0.1, 'hsl(' + hue + ', 61%, 33%)');
	gradientCache.addColorStop(0.25, 'hsl(' + hue + ', 64%, 6%)');
	gradientCache.addColorStop(1, 'transparent');
	ctx2.fillStyle = gradientCache;
	ctx2.beginPath();
	ctx2.arc(w2 / 2, h2 / 2, w2 / 2, 0, Math.PI * 2);
	ctx2.fill();

    // 生成随机数
	function random(min, max) {
		if (arguments.length < 2) {
			max = min;
			min = 0;
		}
		if (min > max) {
			var hold = max;
			max = min;
			min = hold;
		}
		return Math.floor(Math.random() * (max - min + 1)) + min;
	}

    // 确定星星轨道半径
	function maxOrbit(x, y) {
		var max = Math.max(x, y), diameter = Math.round(Math.sqrt(max * max + max * max));
		return diameter / 2;
	}

    // 构造函数用于创建星星对象
	Star = function() {
		this.orbitRadius = random(maxOrbit(w, h));
		this.radius = random(60, this.orbitRadius) / 10;
		this.orbitX = w / 2;
		this.orbitY = h / 2;
		this.timePassed = random(2, maxStars);	
		this.speed = random(this.orbitRadius) / 120000;
		this.alpha = random(2, 10) / 10;
		count++;
		stars[count] = this;
	}

    // 在画布上绘制星星
	Star.prototype.draw = function() {
		x = Math.sin(this.timePassed) * this.orbitRadius + this.orbitX;
		y = Math.cos(this.timePassed) * this.orbitRadius + this.orbitY;
		twinkle = random(10);

		if (twinkle === 1 && this.alpha > 0) {
			this.alpha -= 0.05;
		} else if (twinkle === 2 && this.alpha < 1) {
			this.alpha += 0.05;
		}

		ctx.globalAlpha = this.alpha;
		ctx.drawImage(canvas2, x - this.radius / 2, y - this.radius / 2, this.radius, this.radius);
		this.timePassed += this.speed;
	}

    // 创建一定数量的星星对象
	for (var i = 0; i < maxStars; i++) {
		new Star();
	}

    // 开始绘制星空背景
	function start() {
		ctx.globalCompositeOperation = 'source-over';
		ctx.globalAlpha = 1;
		ctx.fillStyle = 'hsla(' + hue + ', 64%,6%,0.2)';
		ctx.fillRect(0, 0, w, h)

		ctx.globalCompositeOperation = 'lighter';
		for (var i = 1, l = stars.length; i < l; i++) {
			stars[i].draw();
		};
		window.requestAnimationFrame(start);
	}

	start(); // 调用开始函数
</script>
</html>

二、代码原理

这段代码通过 HTML5 的 <canvas> 元素和 JavaScript 实现了一个星空背景效果。首先，它在页面加载时创建了一个全屏大小的画布，并使用 JavaScript 生成了多个具有不同运动轨道的星星对象。每颗星星都具有随机的半径、位置、运动速度和闪烁效果。通过使用定时器和 requestAnimationFrame 方法，实现了星星的运动和闪烁效果，从而呈现出逼真的星空背景。整体效果是一个动态的、具有视差效果的星空背景，为网页增添了视觉吸引力。

首先是 HTML 结构部分：
- 定义了一个 HTML 文档，并设置了字符集为 UTF-8。
- 设置了页面的标题为“星空背景”。
- 在 body 中定义了一个画布元素 <canvas>，并指定了一个 id 为 "canvas"。
紧接着是 JavaScript 部分：
- 获取了 <canvas> 元素以及其 2D 绘图上下文。
- 设置了画布的宽度和高度为窗口的宽度和高度减去 50。
- 定义了一些变量，如颜色值、存储星星的数组、星星数量等。
创建用于渲染星星的小画布：
- 创建了一个新的 <canvas> 元素作为缓存画布。
- 设置了缓存画布的宽高，并获取其 2D 上下文。
- 创建了一个径向渐变对象，定义了星星的颜色渐变规则。
- 绘制了一个圆形填充的图案，代表星星的外观。
定义了两个辅助函数：
- random(min, max) 用于生成指定范围内的随机数。
- maxOrbit(x, y) 用于确定星星轨道的最大半径。
创建了一个构造函数 Star 用于创建星星对象：
- 初始化了星星的轨道半径、半径大小、位置等属性。
- 将每个创建的星星对象存储到 stars 数组中。
定义了 Star 原型对象的 draw 方法：
- 根据时间变化计算星星的位置坐标。
- 控制星星闪烁效果的透明度变化。
- 使用缓存画布绘制星星。
- 更新星星的时间，实现星星的运动效果。
创建了一定数量的星星对象，并将其存储在 stars 数组中。
定义了 start 函数开始绘制星空背景：
- 设置了画布的全局合成操作模式和透明度。
- 填充了一个半透明的矩形作为背景。
- 设置了全局合成操作模式为 'lighter'，实现星星的叠加效果。
- 遍历所有星星对象，并调用其 draw 方法进行绘制。
- 使用 window.requestAnimationFrame 实现动画效果。
调用 start 函数，开始绘制星空背景效果。