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# 教你实现微信8.0『炸裂』的🎉表情特效

# 写在开头

最近微信更新了8.0,其中之一最好玩的莫过于表情包的更新了,大家都在群里纷纷玩起了表情包大战。

作为一个前端程序员,这就勾起了我的好奇心,虽然我从来没有实现过这样的动画,但是我还是忍不住想要去实现,最终我花了2天时间去看一些库的源码到我自己实现一个类似的效果,在这里我总结一下,并且手把手地教大家怎么学习实现。而🎉有一个自己的名字,叫做五彩纸屑,英文名字叫 confetti

聊天室+五彩纸屑特效 在线地址: https://www.qiufengh.com/#/

聊天室Github地址: https://github.com/hua1995116/webchat

五彩纸屑Github地址: https://github.com/hua1995116/node-demo/tree/master/confetti

特效预览,时间原因我只实现了平行四边形的彩色小块,其他形状的原理也是类似。

还可以设置方向

# 前期研究

在写这个特效前,我几乎不会用canvas,虽然说现在也不太会用,很多 API 也不太清楚,因此这篇教程也是基于零基础 canvas 写的,大家不用担心这个教程难度太高而被劝退。我会通过零基础 canvas 的基础上来一步步实现的。不过学习这个特效之前需要一点点高中数学的知识,如果你还记得 sin 和 cos 函数,那么以下的内容对于你来说都会非常简单,不会也没关系~

我个人比较喜欢探索研究,对有意思的玩意儿就会去研究,因此我也是站在巨人的基础上,去 codepen 查了好多个类似的实现进行研究。

最终将目标定位在了 canvas-confetti (opens new window) ,为什么是这个库呢?因为他的效果对于我们来说非常可以了,而且它是一个开源库,并且拥有了 1.3K star(感觉改天可以分析分析大佬实现库的原理了~),维护频率也非常高。

# 核心实现

# 切片场景

首先拿到这个库的时候,我有点开心,因为这个库只有一个单文件。

但是,当我打开这个文件的时候,发现不对...1个文件500行代码,我通过剥离层层的一些自定义配置化的代码,最后抽离出单个纸屑的运动轨迹。我就开始不断地在观察它的运动轨迹...无限循环的观察...

可以看到它在做一个类似于抛物线的运动,然后我一一将源码中的变量进行标注,再结合源码。

fetti.x += Math.cos(fetti.angle2D) * fetti.velocity;
fetti.y += Math.sin(fetti.angle2D) * fetti.velocity + fetti.gravity;

以上代码看不懂也没事,我只是证明一下源码中的写法,并且提供学习源码的一些思路,以下才是真正的开讲实现!

# 平行四边形的实现

实现这个特性前,我们需要知道 canvas 几个函数。更多查看(https://www.runoob.com/jsref/dom-obj-canvas.html)

beginPath

方法开始一条路径,或重置当前的路径。

moveTo

把路径移动到画布中的指定点,不创建线条。

lineTo

添加一个新点,然后在画布中创建从该点到最后指定点的线条。

closePath

创建从当前点回到起始点的路径。

fill

填充当前绘图(路径)。

fillStyle

设置或返回用于填充绘画的颜色、渐变或模式。

既然我们要实现五彩纸屑,那么我肯定得先实现一个纸屑,我们就来实现一个平行四边形的纸屑吧!

我们都知道在 css 中实现平行四边形就是一个div,默认就是一个盒子,而在 canvas 中并没有那么方便,那么怎么实现一个平行四边形呢?

四个点,我们只需要知道四个点,就能确定一个平行四边形。而canvas中的坐标系和我们普通的写网页略有不同,它是从左上角作为起始点,但是并不影响。

我可以来画一个宽为20的平行四边形,(0, 0), (0, 20), (20,20), (20,0)

...(省略了一些前置初始化代码)
var context = canvas.getContext('2d');
// 清除画布
context.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
// 设置颜色并开始绘制
context.fillStyle = 'rgba(2, 255, 255, 1)';
context.beginPath();
// 设置几个点
var point1 = { x: 0, y: 0 }
var point2 = { x: 0, y: 20 }
var point3 = { x: 20, y: 20 }
var point4 = { x: 20, y: 0 }
// 画4个点
context.moveTo(Math.floor(point1.x), Math.floor(point1.y));
context.lineTo(Math.floor(point2.x), Math.floor(point2.y));
context.lineTo(Math.floor(point3.x), Math.floor(point3.y));
context.lineTo(Math.floor(point4.x), Math.floor(point4.y));
// 完成路线,并填充
context.closePath();
context.fill();

我们总结一下,我们其实只需要一个点就能确定这个平行四边形的初始位置(0, 0),如果再知道一个角度(90度)、以及平行四边形的变长(20)就能确定整个平行四边形的位置了!(仅仅只需要初中知识就能定位整个平行四边形)。

好了,你学会画这个已经离成功迈向了一大步!是不是挺简单的~

大佬们内心OS: 就这?

嗯,就这。

# 运动轨迹

通过不断地调试 canvas-confetti (opens new window) 每一帧的轨迹运动,发现它始终做的是一个x轴变减速运动(直到速度为0就不继续运动了),而y轴也是一个先变减速运动再是一个均速运动,以下是大致的轨迹图。

这就是他的运动轨迹,别以为看着挺难的,但是核心代码只有三句。

// fetti.angle2D为一个角度(这个角度确定了运动轨迹 3 / 2 * Math.PI - 2 * Math.PI之间的一个值,由于要让轨迹往左上角移动,就是都要往负方向运动,因此选了以上范围),
// fetti.velocity 为一个初始为50长度的值。
// fetti.gravity = 3
fetti.x += Math.cos(fetti.angle2D) * fetti.velocity; // fetti.x 第一个点的x坐标
fetti.y += Math.sin(fetti.angle2D) * fetti.velocity + fetti.gravity; // fetti.y 第一个点的y坐标
fetti.velocity *= 0.8

总结起来就是,第一个坐标点的 x 周始终在增加一个负值(Math.cos(3 / 2 * Math.PI - 2 * Math.PI) 始终为负值),这个值在不断减小。而第一个点的y轴也始终在加一个负值Math.cos(3 / 2 * Math.PI - 2 * Math.PI) 始终为负值),但是由于 fetti.gravity始终为正值,因此到了某个临界点,y的值会不断增加。

我模拟了以下的坐标,由于为了让大家能明白这个轨迹,以下坐标轴和canvas中相反,数据我也做了相应的处理,进行了反方向处理。

用一个边上为10的正方形,实现轨迹。

const fetti = {
  "x": 445,
  "y": 541,
  "angle2D": 3 / 2 * Math.PI + 1 / 6 * Math.PI,
  "color": {r: 20, g: 30, b: 50},
  "tick": 0,
  "totalTicks": 200,
  "decay": 0.9,
  "gravity": 3,
  "velocity": 50
}
var animationFrame = null;
const update = () => {
  context.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  context.fillStyle = 'rgba(2, 255, 255, 1)';
  context.beginPath();
  fetti.x += Math.cos(fetti.angle2D) * fetti.velocity; // 第一个点
  fetti.y += Math.sin(fetti.angle2D) * fetti.velocity + fetti.gravity; // 第一个点

  var x1 = fetti.x;
  var y1 = fetti.y;

  var x2 = fetti.x;// 第二个点
  var y2 = fetti.y + 10; // 第二个点

  var x3 = x1 + 10;
  var y3 = y1 + 10;

  var x4 = fetti.x + 10;
  var y4 = fetti.y;

  fetti.velocity *= fetti.decay;

  context.moveTo(Math.floor(x1), Math.floor(y1));
  context.lineTo(Math.floor(x2), Math.floor(y2));
  context.lineTo(Math.floor(x3), Math.floor(y3));
  context.lineTo(Math.floor(x4), Math.floor(y4));

  context.closePath();
  context.fill();
  animationFrame = raf.frame(update);
}

是不是除了颜色和形状,有那味了?

# 反转特效

那么如何实现让这个下落更加自然,会有一种飘落的感觉呢?

其实,他就是一直在做一个翻转特效.

将他们拆解就是在做绕着一个点的旋转运动,整个过程就是一边自我翻转一边按照运动轨迹进行移动。

实现这个特效,其实之前在实现正方形的时候提到过,实现一个正方形。满足以下三个点能实现一个平行四边形。

  • 知道一个点的位置

  • 知道一个角度

  • 知道一边边长

目前我能确定的有,一个点的位置很容易确定,就是我们的起始点,然后我们边长也知道,就差一个角度了,只要我们的角度不断变化,我们就能实现以上特效。

const update = () => {
  context.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  context.fillStyle = 'rgba(2, 255, 255, 1)';
  context.beginPath();

  fetti.velocity *= fetti.decay;
  fetti.tiltAngle += 0.1 // 不断给这个四边形变化角度

  var length = 10;

  var x1 = fetti.x;
  var y1 = fetti.y;

  var x2 = fetti.x + (length * Math.sin(fetti.tiltAngle));// 第二个点
  var y2 = fetti.y + (length * Math.cos(fetti.tiltAngle)); // 第二个点

  var x3 = x2 + 10;
  var y3 = y2;

  var x4 = fetti.x + length;
  var y4 = fetti.y;


  context.moveTo(Math.floor(x1), Math.floor(y1));
  context.lineTo(Math.floor(x2), Math.floor(y2));
  context.lineTo(Math.floor(x3), Math.floor(y3));
  context.lineTo(Math.floor(x4), Math.floor(y4));

  context.closePath();
  context.fill();
  animationFrame = raf.frame(update);
}

这样我们就实现了以上的特效。

# 组合运动

然后把我们以上写的组合在一起就是一个完整的特效啦。

const update = () => {
  context.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  context.fillStyle = 'rgba(2, 255, 255, 1)';
  context.beginPath();
  fetti.x += Math.cos(fetti.angle2D) * fetti.velocity; // 第一个点
  fetti.y += Math.sin(fetti.angle2D) * fetti.velocity + fetti.gravity; // 第一个点

  fetti.velocity *= fetti.decay;
  fetti.tiltAngle += 0.1 // 不断给这个四边形变化角度

  var length = 10;

  var x1 = fetti.x;
  var y1 = fetti.y;

  var x2 = fetti.x + (length * Math.sin(fetti.tiltAngle));// 第二个点
  var y2 = fetti.y + (length * Math.cos(fetti.tiltAngle)); // 第二个点

  var x3 = x2 + 10;
  var y3 = y2;

  var x4 = fetti.x + length;
  var y4 = fetti.y;


  context.moveTo(Math.floor(x1), Math.floor(y1));
  context.lineTo(Math.floor(x2), Math.floor(y2));
  context.lineTo(Math.floor(x3), Math.floor(y3));
  context.lineTo(Math.floor(x4), Math.floor(y4));

  context.closePath();
  context.fill();
  animationFrame = raf.frame(update);
}

# 最终形态

如果想要实现最后的状态,就差多个小块渐变消失以及随机颜色了!

设置多少帧消失,这里搞了两个变量totalTickstick,自定义来控制多少帧后小块消失。

至于多个小块,我们只需要搞一个 for 循环。

而随机颜色,搞了一个colors列表。

const colors = [
  '#26ccff',
  '#a25afd',
  '#ff5e7e',
  '#88ff5a',
  '#fcff42',
  '#ffa62d',
  '#ff36ff'
];
var arr = []
for (let i = 0; i < 20; i++) {
  arr.push({
    "x": 445,
    "y": 541,
    "velocity": (45 * 0.5) + (Math.random() * 20),
    "angle2D": 3 / 2 * Math.PI + Math.random() * 1 / 4 * Math.PI,
    "tiltAngle":  Math.random() * Math.PI,
    "color": hexToRgb(colors[Math.floor(Math.random() * 7)]),
    "shape": "square",
    "tick": 0,
    "totalTicks": 200,
    "decay": 0.9,
    "random": 0,
    "tiltSin": 0,
    "tiltCos": 0,
    "gravity": 3,
  })
}

完整代码请看

https://github.com/hua1995116/node-demo/blob/master/confetti/%E5%AE%8C%E6%95%B4demo.html

# 加点餐

实现多人对战形态的表情大战。在我们微信中表情的发送并不是单点的,而是多人形态,因此我们可以继续探索,利用 websocket 和多彩小块结合。

这里我们需要注意几个点。(由于篇幅原因就不对 websocket 展开讲解了,提一下实现要点)。

  • 我们可以通过一个tag 来区分是历史消息还是实时消息
  • 区分是自己发出的消息,还是受到别人的消息,来改变五彩纸屑方向。
  • 只有为单个 🎉的时候才会进行动画。
  • 先进行放大缩小的动画,延迟200ms再出来特效
if(this.msg === '🎉' && this.status) {
        this.confetti = true;
        const rect = this.$refs.msg.querySelector('.msg-text').getBoundingClientRect();
        if(rect.left && rect.top) {
          setTimeout(() => {
            confetti({
              particleCount: r(100, 150),
              angle: this.isSelf ? 120 : 60,
              spread: r(45, 80),
              origin: {
                x: rect.left / window.innerWidth,
                y: rect.top / window.innerHeight
              }
            });
          }, 200)
        }
}

# 更多探索

用 canvas 绘制非常非常多方块的时候,会比较卡顿,这个时候我们可以利用 web worker 来进行计算,从而提高性能,这个就请读者们自行探索啦,也可以看 canvas-confetti的源码~

# 最后

回看笔者往期高赞文章,也许能收获更多喔!

# 结语

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Last Updated: 9/8/2021, 1:38:24 PM