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用 Canvas 实现123木头人游戏

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Canvas 作为 HTML5 的特性之一,它的使用场景也很多,比如数据可视化(Echart),小游戏,页面特效,甚至还可以用来页面截图(html2canvas)。

本文将介绍 Canvas 的一些常用 API 和使用技巧。

123木头人游戏

游戏的在线体验地址:123木头人游戏(打开音频效果更佳)

游戏功能

游戏规则很简单,在点击开始后,就可以按住空格键控制人物前进,但是要在右侧的木头人背身的时候才可以前进,不然就判定为输,只要控制人物越过白线,就算赢。

功能拆分:

  • 开始按钮
  • 玩家和木头人
  • 背景
  • 规则实现

游戏实现

此小游戏是用原生 canvas 实现的。首先代码中拆分出了三个 canvas 画布,第一个背景画布,主要绘制游戏背景;第一个是游戏内容画布,主要用于显示玩家和木头;第三个是前景画布,主要用于显示开始按钮。实现完三个画布后,只需把游戏规则实现即可。

背景绘制

游戏背景的绘制比较简单,直接看代码

const bgPaint = {
  ctx: bgCanvas.getContext("2d"),
  drawBg() {
    this.ctx.beginPath();
    this.ctx.rect(0, 0, width, height);
    this.ctx.fillStyle = "#ce574f";
    this.ctx.fill();
    const perHeight = height / 4;
    const end = 650;
    this.ctx.beginPath();
    this.ctx.lineWidth = 5;
    this.ctx.strokeStyle = "#e6b322";
    this.ctx.moveTo(end, 0);
    this.ctx.lineTo(end, height);
    this.ctx.closePath();
    this.ctx.stroke();
  }
}
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绘制了一个矩形,填充了背景颜色,然后再绘制一条白线作为终点线。

玩家和木头人绘制

玩家和木头人的资源都来自网上。对于玩家使用 drawImage 方法来绘制第三行的每一帧就可以实现人物的走动。对于木头人只要使用第三列的二三两行内容就可以实现转头效果。

玩家这边实现了一个类

class Character {
  constructor(context, options = {}) {
    const { src, width = 32, height = 48, top = 50, listener } = options;
    this.ctx = context;
    this.src = src;
    this.width = width;
    this.height = height;
    this.top = top;
    this.actionIndex = 0;
    this.moveX = 0;
    this.timer = null;
    this.isMove = false;
    this.listener = listener;
    this.init();
  }

  init() {
    this.image = new Image();
    this.image.onload = () => {
      this.ctx.drawImage(
        this.image,
        this.actionIndex * this.width, this.height * 2, this.width, this.height,
        0, this.top, this.width * 1.5, this.height * 1.5
      );
    };
    this.image.src = this.src;
  }

  walk() {
    if (this.isMove) {
      return;
    }
    this.isMove = true;
    this.forward();
    this.timer = setInterval(() => {
      this.forward();
    }, 150);
  }

  forward() {
    this.actionIndex = (this.actionIndex + 1) % 4;
    this.moveX += 4;
    this.ctx.clearRect(0, this.top, 800, this.height * 1.5);
    this.ctx.drawImage(
      this.image,
      this.actionIndex * this.width, this.height * 2, this.width, this.height,
      this.moveX, this.top, this.width * 1.5, this.height * 1.5
    );
    this.listener && this.listener(this.moveX);
  }

  stop() {
    this.isMove = false;
    clearInterval(this.timer);
  }
}
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代码中使用 actionIndex 来记录当前的动画帧,使用 moveX 记录玩家的前进距离。人物的宽高对应就是雪碧图宽高除以 4。

类中的 init 方法就是把人物绘制在起点;forward 方法就是将人物水平方向位置加 4,同时切换动画帧;walk 方法调用 forward 的方法,同时使用 setInterval 重复执行前进方法;stop 方法就是取消 setInterval。同时这边还有个监听器属性,向外传递前进距离参数。

这个类中最主要就是 drawImge API,这个在后文中会详细介绍。

木头人的绘制代码:

const judge = {
  image: new Image(),
  init() {
    this.image.onload = () => {
      this.draw();
    };
    this.image.src = "https://s3.bmp.ovh/imgs/2021/10/727fc27ee8b9a6e7.png";
  },
  turn(isLeft) {
    ctx.clearRect(700, (height - 96) / 2, 64, 96);
    this.draw(isLeft);
  },
  draw(isLeft) {
    ctx.drawImage(
      this.image,
      64, isLeft ? 48 : 96, 32, 48,
      700, (height - 96) / 2, 64, 96
    );
  }
}
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木头绘制就是把对于图片绘制在终点位置,然后根据需要绘制对于的帧。

开始功能的绘制

const forePaint = {
  ctx: foreCanvas.getContext("2d"),
  drawButton(text) {
    const btnW = 120;
    const btnH = 48;
    this.ctx.beginPath();
    this.ctx.rect((width - btnW) / 2, 250, btnW, btnH);
    this.ctx.strokeStyle = "#ccc";
    this.ctx.stroke();
    this.ctx.font = '20px "微软雅黑"';
    this.ctx.textBaseline = "middle";
    this.ctx.textAlign = "center";
    this.ctx.fillStyle = "#fff";
    this.ctx.fillText(text, width / 2, 250 + btnH / 2);
  },
  drawStart() {
    this.drawButton("开始");
  },
  drawWin() {
    this.ctx.font = '32px "微软雅黑"';
    this.ctx.textBaseline = "middle";
    this.ctx.textAlign = "center";
    this.ctx.fillStyle = "#fff";
    this.ctx.fillText("Win", width / 2, 150);
    this.drawButton("再来一次");
  },
  drawLose() {
    this.ctx.font = '32px "微软雅黑"';
    this.ctx.textBaseline = "middle";
    this.ctx.textAlign = "center";
    this.ctx.fillStyle = "#fff";
    this.ctx.fillText("Lose", width / 2, 150);
    this.drawButton("重新开始");
  },
  clear() {
    this.ctx.clearRect(0, 0, width, height);
  }
};
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开始功能绘制在前景画布上,方便实现点击功能。代码也比较简单,主要使用绘制矩形和绘制文字的能力

规则的实现

foreCanvas.addEventListener("click", (e) => {
  const isClickBtn = forePaint.ctx.isPointInPath(e.offsetX, e.offsetY);
  if (!isClickBtn || isGaming) {
    return;
  }

  isGaming = true;
  forePaint.clear();
  gameCount++;
  isCat = gameCount > 5;
  initGame();
})

const initGame = () => {
  let isAllowRun = true;
  let timer = null;

  ctx.clearRect(0, 0, width, height);
  judge.init();
  const girl = new Character(ctx, {
    src: isCat
      ? "https://s3.bmp.ovh/imgs/2021/10/035e5eb7556f6cf3.png"
      : "https://s3.bmp.ovh/imgs/2021/10/70b59c5699cfbab5.png",
    width: 32,
    height: isCat ? 32 : 48,
    listener: (x) => {
      if (x > 650) {
        girl.stop();
        forePaint.drawWin();
        audio.pause();
        audio.currentTime = 0;
        isGaming = false;
        isAllowRun = false;
        clearTimeout(timer);
        document.removeEventListener("keypress", handleKeyPress);
        document.removeEventListener("keyup", handleKeyUp);
      }
    }
  });

  let isRobotEnd = false;
  const robot = new Character(ctx, {
    src: "https://s3.bmp.ovh/imgs/2021/10/56c68440f5c1a836.png",
    top: 300,
    listener: (x) => {
      if (x > 650) {
        isRobotEnd = true;
        robot.stop();
      }
    }
  });
  robot.walk();

  const handleKeyUp = () => {
    girl.stop();
  };
  const handleKeyPress = (e) => {
    e.preventDefault();
    if (!isGaming) {
      return;
    }
    if (!isAllowRun && isGaming && !isCat) {
      girl.walk();
      girl.stop();
      forePaint.drawLose();
      audio.pause();
      audio.currentTime = 0;
      isGaming = false;
      isAllowRun = false;
      clearTimeout(timer);
      document.removeEventListener("keypress", handleKeyPress);
      document.removeEventListener("keyup", handleKeyUp);
      return;
    }
    if (event.keyCode !== 32 || girl.isMove) {
      return;
    }
    girl.walk();
  };

  audio.play();
  const singAndLook = () => {
    isAllowRun = !isAllowRun;
    judge.turn(!isAllowRun);
    if (isAllowRun) {
      audio.play();
      !isRobotEnd && robot.walk();
    } else {
      audio.pause();
      audio.currentTime = 0;
      robot.stop();
    }
    timer = setTimeout(
      () => { singAndLook(); },
      isAllowRun ? 5000 : 3000
    );
  };
  timer = setTimeout(() => {
    singAndLook();
  }, 5000);

  document.addEventListener("keypress", handleKeyPress);
  document.addEventListener("keyup", handleKeyUp);
};

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在点击开始按钮后,我们就初始化玩家和木头人,同时启动定时器控制木头人的背身和正面。游戏规则并不是很复杂,代码只需按上述游戏规则实现即可。

常用 API 和使用技巧

Canvas 的绘制主要通过上文对象来绘制。通过 getContext 就可以获取到 context 对象。

基本 API

绘制图形

context.rect(x, y, width, height)
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x,y 为距离画布左上角位置,width, height 为宽高。绘制好矩形路径后,通过 conetxt.stroke 或者 context.fill 方法来绘制边框或者填充

context.fillRect(x, y, width, height)
context.strokeRect(x, y, width, height)
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这两个方法从名称就可以看出,是 rect 和 fill(或stroke)方法的整合

绘制路径

绘制路径主要会使用到下面两个 API

moveTo(x, y) // 定义线条开始坐标
lineTo(x, y) // 定义线条结束坐标
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同时在绘制开始要调用 beginPath,表示开启一个新路线绘制,不会和前面的绘制混在一起。

绘制文字

fillText(text, x, y) // 在 canvas 上绘制实心的文本
strokeText(text, x, y) // 在 canvas 上绘制空心的文本
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文字的绘制通过上面两个 api 即可。同时可以通过设置 context 的 font,textAlign,textBaseLine 来控制文字的字体和显示方式。

绘制图片

// 在画布上定位图像
context.drawImage(img, x, y)
// 在画布上定位图像,并规定图像的宽度和高度
context.drawImage(img, x, y, width, height)
//剪切图像,并在画布上定位被剪切的部分
context.drawImage(img, sx, sy, swidth, sheight, x, y, width, height)
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绘制图片有三种语法方式,前两种比较容易理解,第三个参数比较多,每个参数意义如下:

  • img 参数支持图像、画布或视频。
  • sx 开始剪切的 x 坐标位置
  • sy 开始剪切的 y 坐标位置
  • swidth 被剪切图像的宽度
  • sheight 被剪切图像的高度
  • x 在画布上放置图像的 x 坐标位置
  • y 在画布上放置图像的 y 坐标位置
  • width 要使用的图像的宽度。(伸展或缩小图像)
  • height 要使用的图像的高度。(伸展或缩小图像)

使用技巧

绘制动画

绘制动画主要就是使用 drawImage 方法。

  • 如果你的动画每一帧都是一张图片,你直接切换图片就可以,使用 drawImage 的第一种或者第二种语法即可

  • 如果你的动画是雪碧图,就需要使用到 drawImage 的第三种语法,对图片进行裁剪显示。每一帧都有对于的位置

支持点击事件

canvas 的点击事件不像 svg 可以直接监听对应的元素,canvas 这边需要代码自己去实现。上述代码种使用到了 isPointInPath 来判断。

context.isPointInPath(x, y)
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isPointInPath() 方法会返回 true,如果指定的点位于当前路径中;否则返回 false。

我们使用 beginPath 开始一段路径的绘制,在绘制完成后,可以使用 isPointInPath 来判断,是否点击到了这个元素。

但是这个方法只能判断最后的绘制路径,所有上述游戏代码中把按钮绘制在了前景画布中的最后一个。如果要支持多个路径的点击支持,方法是要重绘整个画布,绘制每个路径的时候都使用 isPointInPath 判断下。

总结

Canvas 还有很多高级的用法,如果你有兴趣,可以深入去学习。目前也有很多 Canvas 库,比如 Pixi.js,Fabric.js,paper.js 等等

游戏的代码在线地址:123木头人游戏

最后游戏中有个彩蛋,试着找找看。

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