学习canvas有一段时间了，顺便写个小项目练手，该项目用到的知识点包括：

  1. ES6面向对象
  2. 基本的三角函数
  3. canvas部分有：坐标变换，渐变，混合模式，线条和图形的绘制。

实际效果: solar system

场景

首先建立场景类，主要用来组织管理对象，统一更新和绘制对象。这里用到了ES6的类语法，构造函数建立对象列表属性planets，绘制背景方法drawBG，使用requestAnimationFrame反复执行的动画方法animate

绘制背景使用到了径向渐变：createRadialGradient(x1,y1,r1,x2,y2,r2); 该渐变主要用于创建两个圆相交过渡效果，如果前后两个圆心相同(x1==x2 && y1==y2)，则会构造同心圆样式的渐变。 这样我们就以太阳为中心的黄色调渐变到黑色，最后用fillRect填充整个背景。

//场景
class Stage {
  constructor(){
    this.planets=[];
  }
  init(ctx){
    ctx.translate(W/2,H/2);//坐标重置为中间
    this.animate(ctx);
  }
  //绘制背景
  drawBG(ctx){
    ctx.save();
    ctx.globalCompositeOperation = "source-over";
    var gradient=ctx.createRadialGradient(0,0,0,0,0,600);
    gradient.addColorStop(0,'rgba(3,12,13,0.1)');
    gradient.addColorStop(1,'rgba(0,0,0,1');
    ctx.fillStyle=gradient;
    // ctx.fillStyle='rgba(0,0,0,0.9)';
    ctx.fillRect(-W/2,-H/2,W,H);
    ctx.restore();
  }
  //执行动画
  animate(ctx){
    var that=this,
        startTime=new Date();
    (function run(){
      that.drawBG(ctx);
      that.planets.forEach(item=>{
        item.update(startTime);
        item.draw(ctx);
      });
      requestAnimationFrame(run);
    }());
  }
}

星球

然后建立星球基类，除构造函数，还有更新位置角度的方法Update，对象绘制方法draw。之后所有的星球，都会初始化该类或者继承该类建立对应星球。

行星绕太阳做圆周运动，这个可以用三角函数根据角度和半径求出x,y，但还有更加方便的方法，那就是使用canvas提供的坐标旋转方法rotate，以360度为一个周期。

/**
 * 星球基类
 */
class Planet{
  /**
		 * @param  {Number} x         x坐标
		 * @param  {Number} y         y坐标
		 * @param  {Number} r         半径
		 * @param  {Number} duration  周期(秒)
		 * @param  {Object} fillStyle 
		 * @param  {Object} blurStyle 
		 */
  constructor(x,y,r,duration,fillStyle,blurStyle){
    this.x=x;
    this.y=y;
    this.r=r;
    this.duration=duration;
    this.angle=0;
    this.fillStyle=fillStyle;
    this.blurStyle=blurStyle;
  }
  update(startTime){
    this.angle=Tween.linear(new Date()-startTime,0,Math.PI*2,this.duration*1000);
  }
  draw(ctx){
    ctx.save();
    ctx.rotate(this.angle);
    // ctx.translate(this.x,this.y);
    drawCircle(this.x,this.blurStyle.color);
    ctx.beginPath();
    // ctx.globalCompositeOperation = "lighter";
    ctx.fillStyle=this.fillStyle;
    ctx.shadowColor=this.blurStyle.color;
    ctx.shadowBlur=this.blurStyle.blur;				
    // ctx.arc(0,0,this.r,Math.PI*2,false);
    ctx.arc(this.x,this.y,this.r,0,Math.PI*2,false);
    ctx.fill();
    ctx.restore();
  }
};

太阳

开始建立第一个对象-太阳，继承上面的星球基类Planet，重写draw方法

/**
 * 太阳
 */
class Sun extends Planet{
  draw(ctx){
    ctx.save();
    ctx.beginPath();
    ctx.globalCompositeOperation = "source-over";
    ctx.fillStyle=this.fillStyle;
    ctx.shadowColor=this.blurStyle.color;
    ctx.shadowBlur=this.blurStyle.blur;				
    ctx.arc(this.x,this.y,this.r,0,Math.PI*2,false);
    ctx.fill();
    ctx.restore();	
  }
}

土星

土星有美丽的土星环，所以也继承出一个单独的类，重写draw方法，其中土星环比较麻烦，建立了很多颜色节点的径向渐变。

/**
 * 土星
 */
class Saturn extends Planet{
  draw(ctx){
    ctx.save();
    ctx.rotate(this.angle);
    drawCircle(this.x,this.blurStyle.color);

    ctx.beginPath();
    ctx.fillStyle=this.fillStyle;			
    ctx.arc(this.x,this.y,this.r,Math.PI*2,false);
    ctx.fill();

    //土星光环
    ctx.globalCompositeOperation = "source-over";
    var gradient=ctx.createRadialGradient(this.x,this.y,0,this.x,this.y,this.r+25);
    var startStop=(this.r+3)/(this.r+24);
    gradient.addColorStop(startStop,'#282421');
    gradient.addColorStop(startStop+0.06,'#282421');
    gradient.addColorStop(startStop+0.1,'#7e7966');
    gradient.addColorStop(startStop+0.18,'#706756');
    gradient.addColorStop(startStop+0.24,'#7e7966');
    gradient.addColorStop(startStop+0.25,'#282421');
    gradient.addColorStop(startStop+0.26,'#282421');
    gradient.addColorStop(startStop+0.27,'#807766');
    gradient.addColorStop(1,'#595345');
    ctx.fillStyle=gradient;
    ctx.beginPath();
    ctx.arc(this.x,this.y,this.r+24,0,Math.PI*2,true);
    ctx.arc(this.x,this.y,this.r+3,0,Math.PI*2,false);
    ctx.fill();
    ctx.restore();	
  }
}

建立星球

接着开始初始化星球对象，包括太阳和八大行星，然后所有的星球颜色都使用了径向渐变，这样更加的美观。这里给出太阳，水星，土星的例子，其他的行星如此类推。

// 初始化场景类
var stage=new Stage();

// sun
var sunStyle=ctx.createRadialGradient(0,0,0,0,0,60);
sunStyle.addColorStop(0,'white');
sunStyle.addColorStop(0.5,'white');
sunStyle.addColorStop(0.8,'#ffca1e');
sunStyle.addColorStop(1,'#b4421d');
var sun=new Sun(0,0,60,0,sunStyle,{color:'#b4421d',blur:300});
stage.planets.push(sun);

// mercury
var mercuryStyle=ctx.createRadialGradient(100,0,0,100,0,9);
mercuryStyle.addColorStop(0,'#75705a');
mercuryStyle.addColorStop(1,'#464646');
var mercury=new Planet(100,0,9,8.77,mercuryStyle,{color:'#464646'});
stage.planets.push(mercury);


//saturn 
var saturnStyle=ctx.createRadialGradient(500,0,0,500,0,26);
saturnStyle.addColorStop(0,'#f2e558');
saturnStyle.addColorStop(1,'#4c4a3b');
var saturn =new Saturn(500,0,26,1075.995,saturnStyle,{color:'#4c4a3b'});
stage.planets.push(saturn);

小行星带

当然还有火星和木星之间的小行星带，同理继承星球基类，这里用到了图像混合模式globalCompositeOperation，使用xor可以和背景对比度没那么突兀。当然还有其他属性值，比如source-over, lighter等。这里我们随机生成了300个对象，一样填充进场景类的planets属性统一更新绘制。

/**
 * 小行星
 */
class Asteroid extends Planet{
		draw(ctx){
			ctx.save();
			ctx.rotate(this.angle);
			ctx.beginPath();
			ctx.globalCompositeOperation = "xor";
			ctx.fillStyle=this.fillStyle;			
			ctx.arc(this.x,this.y,this.r,0,Math.PI*2,false);
			ctx.fill();
			ctx.restore();	
		}
}

function createAsteroids(){
		var asteroid=null,
			x=300,y=0, r=2,rd=300,
			angle=0, d=283, 
			color='#fff';
		for(var i=0;i<400;i++){
			rd=Random(300,320);
			angle=Random(0,Math.PI*2*1000)/1000;
			x=Math.round(Math.cos(angle)*rd);
			y=Math.round(Math.sin(angle)*rd);
			r=Random(1,3);
			d=Random(28.3,511);
			color=getAsteroidColor();
			// console.log(angle,color);
			asteroid = new Asteroid(x,y,r,d,color,{color:color,blur:1});
			stage.planets.push(asteroid);
		}
}

彗星

基本快完成了，但我们除此之外，可以再添加做椭圆运动的彗星，这样更加酷。一样随机生成20个彗星填充进场景类统一更新绘制。

/**
 * 彗星
 */
class Comet {
  constructor(cx,cy,a,b,r,angle,color,duration){
    this.a=a;
    this.b=b;
    this.r=r;
    this.cx=cx;
    this.cy=cy;
    this.x=0;
    this.y=0;
    this.color=color;
    this.angle=angle;
    this.duration=duration;
  }
  update(startTime){
    var t=Tween.linear(new Date()-startTime,0,Math.PI*2,this.duration*1000);
    this.x=this.cx+this.a*Math.cos(this.angle+t);
    this.y=this.cy+this.b*Math.sin(this.angle+t);
  }
  draw(){
    ctx.save();
    ctx.rotate(this.angle);
    //画运动轨迹
    ctx.lineWidth=0.5;
    ctx.strokeStyle='rgba(15,69,116,0.2)';
    Shape.ellipse(ctx,this.cx,this.cy,this.a,this.b);

    //画球
    ctx.beginPath();
    // ctx.globalCompositeOperation = "lighter";
    ctx.globalCompositeOperation = "source-atop";
    ctx.shadowColor=this.color;
    ctx.shadowBlur=1;
    ctx.fillStyle=this.color;
    ctx.arc(this.x,this.y,this.r,0,Math.PI*2,false);
    ctx.fill();
    //画尾迹
    ctx.restore();
  }
}

function createComets(){
  var l=180,
      a=800,b=300,
      cx=a-l,cy=0,
      r=3,duration=30,angle=0,color='#fff',
      comet = null;
  for(var i=0;i<20;i++){
    l=Random(120,350)
    a=Random(600,1000);
    b=a/Random(1,3);
    cx=a-l;
    r=Random(2,4);
    angle=Random(0,Math.PI*2*1000)/1000;
    color=getCometColor();
    duration=Random(20,100);
    stage.planets.push(new Comet(cx,cy,a,b,r,angle,color,duration));
  }
}

运动轨迹

最后的细节，就是标识出行星圆周运动的轨道，当然最简单的是按运动半径画个圆。但我们用线性渐变添加好看的尾迹，这样效果更好

function drawCircle(r,color){
  var hsl=Color.hexToHsl(color);
  ctx.lineWidth=1;
  // ctx.strokeStyle='rgba(176,184,203,0.3)';
  // ctx.arc(0,0,this.x,Math.PI*2,false);
  // ctx.stroke();
  var gradient=ctx.createLinearGradient(-r,0,r,0);
  gradient.addColorStop(0,'hsla('+hsl[0]+','+hsl[1]+'%,0%,.3)');
  gradient.addColorStop(0.6,'hsla('+hsl[0]+','+hsl[1]+'%,50%,.9)');
  gradient.addColorStop(1,'hsla('+hsl[0]+','+hsl[1]+'%,80%,1)');
  ctx.strokeStyle=gradient;
  // ctx.shadowColor=color;
  // ctx.shadowBlur=4;	
  ctx.beginPath();
  ctx.arc(0,0,r,0,Math.PI,true);
  ctx.stroke();
}

最后

所有的部分都已经完成，我们只需要启动场景类即可

createAsteroids();
createComets();
stage.init(ctx);