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Matemáticas, física y animación con Canvas html5 – parte 1

canvas
Canvas es una de las cosas que encuentro más interesantes y entretenidas de HTML5, con ella podemos realizar desde gráficos, juegos y un sin fín de cosas sin necesidad de utitilizar ningún plugin en nuestro navegador. Para este ejemplo haremos una pelota (un punto grande) que rebote en contra una pared (caja).
Adjuntaré la librería de Modernizr para garantizar la compatividad en todos los navegadores. Agregando entre las etiquetas head el siguiente código.
<script src="http://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/modernizr/2.8.1/modernizr.min.js"></script>

Comenzaré este post escribiendo todo el código para este ejemplo y luego iremos explicando paso a paso lo que tenemos que hacer. Al final del post está el canvas funcionando.
Pegamos el siguiente código en nuestro head entre las etiquetas script del documento html.
[javascript]
window.addEventListener(‘load’, eventWindowLoaded, false);
function eventWindowLoaded(){
canvasAppPartOne();
}
function canvasSupport(){
return Modernizr.canvas;
}
function canvasAppPartOne(){
if(!canvasSupport()){
return;
}

function drawScreen(){
context.fillStyle = ‘#EEEEEE’;
context.fillRect(0, 0, theCanvas.width, theCanvas.height);
context.strokeStyle = ‘#000000’;
context.strokeRect(1, 1, theCanvas.width-2, theCanvas.height-2);
ball.x += xunits;
ball.y += yunits;
if(ball.x+15 > theCanvas.width || ball.x < 15){
angle = 180 – angle;
updateBall();
}else if(ball.y+15 > theCanvas.height || ball.y < 15){
angle = 360 – angle;
updateBall();
}
context.fillStyle = ‘#000000’;
context.beginPath();
context.arc(ball.x, ball.y, 15, 0, Math.PI*2, true);
context.closePath();
context.fill();
}
function updateBall(){
radians = angle * Math.PI/ 180;
xunits = Math.cos(radians) * speed;
yunits = Math.sin(radians) * speed;
}

var speed = 10;
var angle = 35;
var radians = 0;
var p1 = {x:20,y:20};
var xunits = 0;
var yunits = 0;
var ball = {x:p1.x, y:p1.y};
updateBall();

theCanvas = document.getElementById(‘canvasOne’);
context = theCanvas.getContext(‘2d’);
setInterval(drawScreen, 33);
}
[/javascript]

Luego entre las etiquetas body de nuestro html colocamos el contenedor de nuestro canvas.

<canvas id="canvasOne" width="600" height="300">
  Please update you browser!
</canvas>

Ahora a explicar el código.
Lo primero que hacemos es cargar todo nuestro script en la función load de javascript, para que cuando se cargue la página también lo haga nuestro script.
[javascript]
window.addEventListener(‘load’, eventWindowLoaded, false);
function eventWindowLoaded(){
canvasAppPartOne();
}
[/javascript]

Definimos las variables iniciales de nuestro script. Usaremos la variable speed para determinar la velocidad inicial de la pelota, angle para el ángulo inicial con el cuál se moverá la pelota, radians porque nuestra pelota se moverá en forma de vector con dirección y sentido, y utilizaremos radiales para transformar desde el ángulo, ya que será más legible para nosotros, p1 es la posición inicial de la pelota en la caja, xunits y yunits contendrán la suma que debe aplicarse a la posición de nuestra pelota mientras rebote por la caja, y finalmente ball que será nuestra pelota.
[javascript]
var speed = 10;
var angle = 35;
var radians = 0;
var p1 = {x:20,y:20};
var xunits = 0;
var yunits = 0;
var ball = {x:p1.x, y:p1.y};
[/javascript]

Luego referenciamos el elemento DOM en nuestro html, determinamos que trabajaremos bajo un contexto 2d y definimos el intervalo de refresco de nuestro canvas en milisegundos.
[javascript]
theCanvas = document.getElementById(‘canvasOne’);
context = theCanvas.getContext(‘2d’);
setInterval(drawScreen, 33);
[/javascript]

La función drawScreen será la encargada de pintar el canvas por cada intervalo que hayamos definido. Lo primero que pintamos es la caja con un borde para poder ver los límites. Las primeras dos lineas pintan el fondo y las dos siguiente pintan el borde.
[javascript]
context.fillStyle = ‘#EEEEEE’;
context.fillRect(0, 0, theCanvas.width, theCanvas.height);
context.strokeStyle = ‘#000000’;
context.strokeRect(1, 1, theCanvas.width-2, theCanvas.height-2);
[/javascript]

Ahora con una condición if, vamos podemos saber cuando la pelota choca con los el eje x y el eje y, así podemos cambiar la dirección del vector. En la primera linea si choca con el eje x y en la cuarta linea si choca con el vector y. El número 15 que le sumo a la variable “ball” corresponde radio de la pelota, ya que de no ser así, el borde de la caja chocaría con el centro de la pelota. Fíjese que estoy utilizando la función updateBall(), esta la explicaré un poco más adelante.
[javascript]
if(ball.x+15 > theCanvas.width || ball.x < 15){
angle = 180 – angle;
updateBall();
}else if(ball.y+15 > theCanvas.height || ball.y < 15){
angle = 360 – angle;
updateBall();
}
[/javascript]

Seguidamente dibujamos nuestra pelota que se moverá (o eso parece) por nuestra caja.
[javascript]
context.fillStyle = ‘#000000’;
context.beginPath();
context.arc(ball.x, ball.y, 15, 0, Math.PI*2, true);
context.closePath();
context.fill();
[/javascript]

Y ahora fuera de nuestra función drawScreen, definimos la función updateBall. Que se encargará de transformar nuestro cambio en el angulo que hicimos en el if anterior a radiales, con lo que finalmente cambiará la dirección de la pelota.
[javascript]
function updateBall(){
radians = angle * Math.PI/ 180;
xunits = Math.cos(radians) * speed;
yunits = Math.sin(radians) * speed;
}
[/javascript]
Y aquí está el resultado.
Espero que les haya servido y si tienen suguerencias para mejorar el código puedes escribirlas!
Saludos!

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