用Canvas为网页添加动态背景

最近刚刚接到为微信公众帐号“玩转三里屯”制作首页的任务。考虑到页面只在手机中浏览，而且手机对canvas的支持又非常好，所以打算使用canvas做点不一样的动画。

首先来看下效果图。

要实现这样的动画普通的CSS3是鞭长莫及了，只能使用Canvas。好在使用canvas也非常简单。

Step1.

新建一个画布（<canvas>)元素，并放在在所有按钮和logo的下方以免遮挡前面的元素。

<canvas id="canvas" ></canvas>

将Canvas的宽高设定成其父元素的宽高，以充满他的父元素。也可以直接使用window.innerHeight,window.innerWidth。使其充满整个屏幕。

var canvas = document.getElementById('canvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');
canvas.width = canvas.parentNode.offsetWidth;
canvas.height = canvas.parentNode.offsetHeight;

Step2.

在画布中画一个充满半个屏幕的矩形。

我们只需要找到矩形的四个定点的坐标，使用Canvas的绘制路径并填充这个路径。四个点分别是：

(0, 画布高度t/2)
(画布宽度, 画布高度t/2)
(画布宽度 画布高度t/2)
(0, 画布高度t/2)

注意：坐标的（0，0）在画布的左上角。

//填充颜色
ctx.fillStyle = "rgba(0,222,255, 0.2)";
//开始绘制路径
ctx.beginPath();
//左上角
ctx.moveTo(0, canvas.height/2);
//右上角
ctx.lineTo(canvas.width, canvas.height/2);
//右下角
ctx.lineTo(canvas.width, canvas.height);
//左下角
ctx.lineTo(0, canvas.height);
//左上角
ctx.lineTo(0, canvas.height/2);
//闭合路径
ctx.closePath();
//填充路径
ctx.fill();

运行代码：

Step3.

让矩形动起来。要做动画我们需要持续的清空画布并重新绘制新的矩形，就像电影每秒播放24张图片。我们新建一个loop函数，用来绘制每一帧的图像，并使用requestAnimFrame来告诉浏览器每一帧都要使用loop来绘制。

//如果浏览器支持requestAnimFrame则使用requestAnimFrame否则使用setTimeout
window.requestAnimFrame = (function(){
return  window.requestAnimationFrame       ||
		window.webkitRequestAnimationFrame ||
		window.mozRequestAnimationFrame    ||
		function( callback ){
          window.setTimeout(callback, 1000 / 60);
        };
})();
function loop(){
	requestAnimFrame(loop);
}
loop();

把之前绘制矩形的代码放到loop中，并在绘制矩形的代码之前清空画布中所有的图形。

function loop(){
	//清空canvas
	ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
	//绘制矩形
	ctx.fillStyle = "rgba(0,222,255, 0.2)";
	ctx.beginPath();
	ctx.moveTo(0, canvas.height/2);
	ctx.lineTo(canvas.width, canvas.height/2);
	ctx.lineTo(canvas.width, canvas.height);
	ctx.lineTo(0, canvas.height);
	ctx.lineTo(0, canvas.height/2);
	ctx.closePath();
	ctx.fill();
	requestAnimFrame(loop);
}

接下来我们更改每一帧中的矩形的高度来模拟波浪的形态，波浪其实是在波峰与波谷之间做周期性运动。我们假设波峰与波谷间都是50px，那么矩形的高度的变化值应该在-50px到50px之间。为了达到周期性的效果我们采用正弦函数sin(x)，因为不管x值怎么变化sin(x)的值始终在-1与1之间。我们新建一个变量 var step =0 使其在每一帧中自增，表示每一帧角度增加一度，并用Math.sin()取他的正弦值。JS中的sin使用的弧度值，我们需要把step转换成弧度值,var angle = step*Math.PI/180; 取角度的正弦值乘以50得到了矩形高度的变化量。将变化量加在矩形的左上与右上两个顶点的y坐标上。

//初始角度为0
var step = 0;
function loop(){
	ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
	ctx.fillStyle = "rgba(0,222,255, 0.2)";
	//角度增加一度
	step++;
	//角度转换成弧度
	var angle = step*Math.PI/180;
	//矩形高度的变化量
    var deltaHeight   = Math.sin(angle) * 50;
    ctx.beginPath();
    //在矩形的左上与右上两个顶点加上高度变化量
    ctx.moveTo(0, canvas.height/2+deltaHeight);
    ctx.lineTo(canvas.width, canvas.height/2+deltaHeight);
    ctx.lineTo(canvas.width, canvas.height);
    ctx.lineTo(0, canvas.height);
    ctx.lineTo(0, canvas.height/2+deltaHeight);
    ctx.closePath();
    ctx.fill();
	requestAnimFrame(loop);
}

运行代码：

将右上顶点的变化值改为角度的余弦，使其左右不同步。var deltaHeightRight   = Math.cos(angle) * 50;

//初始角度为0
var step = 0;
function loop(){
	ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
	ctx.fillStyle = "rgba(0,222,255, 0.2)";
	//角度增加一度
	step++;
	//角度转换成弧度
	var angle = step*Math.PI/180;
	//矩形高度的变化量
    var deltaHeight   = Math.sin(angle) * 50;
    //矩形高度的变化量(右上顶点)
    var deltaHeightRight   = Math.cos(angle) * 50;
    ctx.beginPath();
    ctx.moveTo(0, canvas.height/2+deltaHeight);
    //右上顶点
    ctx.lineTo(canvas.width, canvas.height/2+deltaHeightRight);
    ctx.lineTo(canvas.width, canvas.height);
    ctx.lineTo(0, canvas.height);
    ctx.lineTo(0, canvas.height/2+deltaHeight);
    ctx.closePath();
    ctx.fill();
	requestAnimFrame(loop);
}

运行代码：

Step4

将矩形的顶上的边变成曲线。

在上面的代码中我们用lineTo来绘制矩形的边，为了要绘制曲线我们需要

bezierCurveTo(cpX1, cpY1, cpX2, cpY2, x, y)

函数。绘制的起点是矩形的左上顶点，结束点为右上顶点。bezierCurveTo函数的参数中(cpX1,cpY1)与(cpX2,cpY2)分别是起点与结束点的控制点，(x,y)为结束点。我们将两个控制点的x值设定在画布的正中心，y值在起始点与终点的y值上面减去50;(canvas.width /2, canvas.height/2+deltaHeight-50),(canvas.width / 2,canvas.height/2+deltaHeightRight-50)，可以根据效果调整。

ctx.beginPath();
ctx.moveTo(0, canvas.height/2+deltaHeight);
//ctx.lineTo(canvas.width, canvas.height/2+deltaHeightRight);
//画曲线
ctx.bezierCurveTo(canvas.width /2, canvas.height/2+deltaHeight-50, canvas.width / 2, canvas.height/2+deltaHeightRight-50, canvas.width, canvas.height/2+deltaHeightRight);
ctx.lineTo(canvas.width, canvas.height);
ctx.lineTo(0, canvas.height);
ctx.lineTo(0, canvas.height/2+deltaHeight);
ctx.closePath();

运行代码：

Step5

一个波浪画好了。我们只需要同时画3个不同颜色的波浪，并且使不同波浪的角度不同就可以得到效果图中的效果了。

//定义三条不同波浪的颜色
var lines = ["rgba(0,222,255, 0.2)",
               "rgba(157,192,249, 0.2)",
               "rgba(0,168,255, 0.2)"];
function loop(){
	ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
	step++;
	//画3个不同颜色的矩形
	for(var j = lines.length - 1; j >= 0; j--) {
		ctx.fillStyle = lines[j];
		//每个矩形的角度都不同，每个之间相差45度
    	var angle = (step+j*45)*Math.PI/180;
	    var deltaHeight   = Math.sin(angle) * 50;
	    var deltaHeightRight   = Math.cos(angle) * 50;
	    ctx.beginPath();
	    ctx.moveTo(0, canvas.height/2+deltaHeight);
	    ctx.bezierCurveTo(canvas.width /2, canvas.height/2+deltaHeight-50, canvas.width / 2, canvas.height/2+deltaHeightRight-50, canvas.width, canvas.height/2+deltaHeightRight);
	    ctx.lineTo(canvas.width, canvas.height);
	    ctx.lineTo(0, canvas.height);
	    ctx.lineTo(0, canvas.height/2+deltaHeight);
	    ctx.closePath();
	    ctx.fill();
	}
	requestAnimFrame(loop);
}

运行代码：

Step6

添加好按钮与logo的HTML代码就大功告成了。

查看所有代码请去Github

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