弹、弹幕，是怎样练成的？

苏南

发布于 2020-12-16 09:58:41

8300

发布于 2020-12-16 09:58:41

文章被收录于专栏：漫画前端漫画前端

点击上方“IT平头哥联盟”，选择“置顶或者星标”

与您一起成长～

天下视频唯弹幕不破

作者：chenhongdong

说起弹幕看过视频的都不会陌生，那满屏充满着飘逸评论的效果，让人如痴如醉，无法自拔。

最近也是因为在学习关于canvas的知识，所以今天就想和大家分享一个关于弹幕的故事。

那么究竟弹幕是怎样炼成的呢？我们且往下看(look)。

看什么？看效果！

效果图已经呈现给各位了，那么是不是有点小激动呢？是的，感慨万分，思绪宁乱，无语凝噎。

无论以后我们的工作中是否会遇到这样的需求，也请给自己一个增加技能的机会吧！！！

本次弹幕的效果，项目结构如下图所示：

项目整体已经给出，那么我们就开干吧。

让弹幕飞

上面我们提到了canvas的事情，所以呢，这就是制作弹幕的杀手锏了。我们利用canvas绘图来实现弹幕的功能

首先，我们先给出html的结构

// index.html文件<div class="wrap">    <h1>听妈妈的话 - 周杰伦</h1>    <div class="main">        <canvas id="canvas"></canvas>        <video src="../source/mv.mp4" id="video" controls width="720" height="480"></video>    </div>    <div class="content">        <input type="text" id="text">        <input type="button" value="发弹幕" id="btn">        <input type="color" id="color">        <input type="range" id="range" max="40" min="20">    </div></div>// 引入index.js文件用来实现弹幕功能<script src="./index.js"></script>

如需要视频资源的，就点 https://pan.baidu.com/share/init?surl=p6MyTM4-kEDAw4WI1buxXQ (提取码：tsei)。

结构相对来说没什么高级的内容，主要就是写上了canvas标签还有video标签，他们才是视频网站中弹幕的绝佳拍档。

那么不再卖关子了，赶紧进行主要活动吧！

模拟数据

// index.js文件let data = [    {value: '周杰伦的听妈妈的话，让我反复循环再循环', time: 5, color: 'red', speed: 1, fontSize: 22},    {value: '想快快长大，才能保护她', time: 10, color: '#00a1f5', speed: 1, fontSize: 30},    {value: '听妈妈的话吧，晚点再恋爱吧！爱呢？', time: 15},];

数据里代表了什么：

value：代表弹幕的内容 (必填)
time：代表弹幕展现的时间 (必填)
color：代表弹幕文字的颜色
speed：代表弹幕飘过的速度
fontSize：代表弹幕文字的大小
opacity：代表弹幕文字的透明度

除了弹幕的内容和展现的时间外，其他都是可选的，模拟的数据里没有这些参数也没关系的

获取dom元素

// index.js文件// 模拟数据...省略
// 获取到所有需要的dom元素let doc = document;let canvas = doc.getElementById('canvas');let video = doc.getElementById('video');let $txt = doc.getElementById('text');let $btn = doc.getElementById('btn');let $color = doc.getElementById('color');let $range = doc.getElementById('range');

Canvas渲染弹幕

下面我们将用面向对象的方式来实现canvas绘制弹幕的功能，之所以选择用这种方式主要是方便复用和后续添加方法。

下面我们先来创建一个CanvasBarrage类，主要用做canvas来渲染整个弹幕。

在实现之前，我们先来调用一下，看看是如何创建实例的。

// index.js文件// 模拟数据...省略// 获取到所有需要的dom元素...省略
// 创建CanvasBarrage类class CanvasBarrage {    // todo}// 创建CanvasBarrage实例let canvasBarrage = new CanvasBarrage(canvas, video, { data });

创建实例很简单，没有对象，只需要new一个就有了，哈哈。接下来，说回正事，我们赶紧完成上面代码中todo的部分，来完善CanvasBarrage类吧。

实现CanvasBarrage

// index.js文件class CanvasBarrage {    constructor(canvas, video, opts = {}) {        // opts = {}表示如果opts没传就设为{}，防止报错，ES6语法
        // 如果canvas和video都没传，那就直接return掉        if (!canvas || !video) return;
        // 直接挂载到this上        this.video = video;        this.canvas = canvas;        // 设置canvas的宽高和video一致        this.canvas.width = video.width;        this.canvas.height = video.height;        // 获取画布，操作画布        this.ctx = canvas.getContext('2d');
        // 设置默认参数，如果没有传就给带上        let defOpts = {            color: '#e91e63',            speed: 1.5,            opacity: 0.5,            fontSize: 20,            data: []        };        // 合并对象并全都挂到this实例上        Object.assign(this, defOpts, opts);
       // 添加个属性，用来判断播放状态，默认是true暂停       this.isPaused = true;       // 得到所有的弹幕消息       this.barrages = this.data.map(item => new Barrage(item, this));       // 渲染       this.render();       console.log(this);    }    // 渲染canvas绘制的弹幕    render() {        // todo    }}

我们在“得到所有的弹幕消息”那里，通过数组的map方法返回的还是个数组，不过返回的内容是一个Barrage类，这是为什么呢？

还记得之前说过么，用类的好处就是方便扩展，后续再添加方法的话可以直接在该类中添加即可。

所以我们也不推崇直接map方法里直接返回一个{}这种形式

// 不推荐this.barrages = this.data.map(item => { item });

说到这里我们还要先写一下Barrage这个类，不然接下来的console.log(this)会因为找不到Barrage类而报错

// index.js文件
++++++++++++++++++++++// 创建Barrage类，用来实例化每一个弹幕元素class Barrage {    constructor(obj, ctx) {        // todo    }}++++++++++++++++++++++
class CanvasBarrage {    ...省略}

Now，通过上面代码中的console.log(this)，我们可以看到，所有挂载到this实例上的属性和原型上的方法都呈现眼前了

render 一下

接着上面的CanvasBarrage类里render方法继续写，我们来把todo完成

// index.js文件class CanvasBarrage {    constructor(canvas, video, opts = {}) {        ...省略        // 渲染        this.render();    }    render() {        // 渲染的第一步是清除原来的画布，方便复用写成clear方法来调用        this.clear();        // 渲染弹幕        this.renderBarrage();        // 如果没有暂停的话就继续渲染        if (this.isPaused === false) {            // 通过raf渲染动画，递归进行渲染            requestAnimationFrame(this.render.bind(this));        }    }    clear() {        // 清除整个画布        this.ctx.clearRect(0, 0, this.canvas.width, this.canvas.height);    }}

todo都做了什么？

清除之前画布所有的绘制，防止绘制重叠的影响
- this.clear()
渲染真正的弹幕数据 (还未实现)
- this.renderBarrage()
判断是否继续渲染弹幕
- this.isPaused为false时表示为播放状态
递归调用render
- 通过requestAnimationFrame来递归调用render
- 要比setInterval这样的方式好很多

渲染整个弹幕render方法就完成了，那么要继续写了，应该是刚才未实现的renderBarrage方法了。

But，在此之前，我们要先写个别的，它就是Barrage类。

因为还需要它来大显身手一下呢，每一个弹幕的实例都由它来制造。

创建Barrage类

弹幕制造者来了，下面我们就来实现一下这个Barrage类，看它都具备哪些属性和方法，继续todo吧。

// index.js文件class Barrage {    constructor(obj, ctx) {        this.value = obj.value; // 弹幕的内容        this.time = obj.time; // 弹幕出现时间        // 把obj和ctx都挂载到this上方便获取        this.obj = obj;        this.context = ctx;    }    // 初始化弹幕    init() {        // 如果数据里没有涉及到下面4种参数，就直接取默认参数        this.color = this.obj.color || this.context.color;        this.speed = this.obj.speed || this.context.speed;        this.opacity = this.obj.opacity || this.context.opacity;        this.fontSize = this.obj.fontSize || this.context.fontSize;
        // 为了计算每个弹幕的宽度，我们必须创建一个元素p，然后计算文字的宽度        let p = document.createElement('p');        p.style.fontSize = this.fontSize + 'px';        p.innerHTML = this.value;        document.body.appendChild(p);
        // 把p元素添加到body里了，这样就可以拿到宽度了        // 设置弹幕的宽度        this.width = p.clientWidth;        // 得到了弹幕的宽度后，就把p元素从body中删掉吧        document.body.removeChild(p);
        // 设置弹幕出现的位置        this.x = this.context.canvas.width;        this.y = this.context.canvas.height * Math.random();        // 做下超出范围处理        if (this.y < this.fontSize) {            this.y = this.fontSize;        } else if (this.y > this.context.canvas.height - this.fontSize) {            this.y = this.context.canvas.height - this.fontSize;        }    }    // 渲染每个弹幕    render() {        // 设置画布文字的字号和字体        this.context.ctx.font = `${this.fontSize}px Arial`;        // 设置画布文字颜色        this.context.ctx.fillStyle = this.color;        // 绘制文字        this.context.ctx.fillText(this.value, thix.x, this.y);    }}

todo都做了什么？

从传入的obj中取到必要的value和time this.value = obj.value; // 内容this.time = obj.time; // 时间
初始化弹幕
- canvas是按照字号基线来展示字体的，如果小于这个字号大小
- 如果大于了画布高度 - 字号大小
- this.y = this.fontSize
- this.y = this.context.canvas.height - this.fontSize
- 横向x坐标起始位置都是从右边进入，即：画布的宽度
- 纵向y坐标起始位置是不固定的，选在画布之内的任意位置出现
- this.x = this.context.canvas.width
- this.y = this.context.canvas.height * Math.random()
- 由于不能直接操纵canvas画布里的元素，所以先创建一个p标签
- p标签的宽度即为弹幕的宽 -> this.width = p.clientWidth
- 对每个弹幕所需的参数进行设置，如果obj上没有，就取默认参数
- 计算每个弹幕的宽度
- 设置每个弹幕的x和y坐标 (起始位置)
- 处理弹幕超出画布区域
渲染每个弹幕
- this.context.ctx.fillText(this.value, this.x, this.y)
- this.context.ctx.fillStyle = this.color
- this.context.ctx.font = ${this.value}px Arial
- 绘制文本需要设置文本的字体字号、颜色和文本的内容与坐标
- 字体字号api
- 颜色api
- 内容与坐标api

以上三步就是整个Barrage类所做的事情了。Barrage这个类都已经敲完了，那么接下来开始真正的渲染步骤吧。

renderBarrage才是主角

// index.js文件class CanvasBarrage {    ...省略    renderBarrage() {        // 首先拿到当前视频播放的时间        // 要根据该时间来和弹幕要展示的时间做比较，来判断是否展示弹幕        let time = this.video.currentTime;
        // 遍历所有的弹幕，每个barrage都是Barrage的实例        this.barrages.forEach(barrage => {            // 用一个flag来处理是否渲染，默认是false            // 并且只有在视频播放时间大于等于当前弹幕的展现时间时才做处理            if (!barrage.flag && time >= barrage.time) {                // 判断当前弹幕是否有过初始化了                // 如果isInit还是false，那就需要先对当前弹幕进行初始化操作                if (!barrage.isInit) {                    barrage.init();                    barrage.isInit = true;                }                // 弹幕要从右向左渲染，所以x坐标减去当前弹幕的speed即可                barrage.x -= barrage.speed;                barrage.render(); // 渲染当前弹幕
                // 如果当前弹幕的x坐标比自身的宽度还小了，就表示结束渲染了                if (barrage.x < -barrage.width) {                    barrage.flag = true; // 把flag设为true下次就不再渲染                }            }        });    }}

此时我们再添加一个触发弹幕的事件，让弹幕飞起来。

// index.js文件class CanvasBarrage {    ...省略}
// 创建CanvasBarrage实例let canvasBarrage = new CanvasBarrage(canvas, video, { data });++++++++++++++++++++++++++++++++++++++// 设置video的play事件来调用CanvasBarrage实例的render方法video.addEventListener('play', () => {    canvasBarrage.isPaused = false;    canvasBarrage.render(); // 触发弹幕});++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

大家一起写到了这里，也是时候展示一下成果了，往下看。

别急，让弹幕再飞一会儿

渲染弹幕的功能，我们已经完成了，接下来让我们马不停蹄的写下如何发弹幕吧。别犹豫，开撸！！！

发弹幕

// index.js文件class CanvasBarrage {    ...省略}video.addEventListener('play', ...省略);
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++// 发送弹幕的方法function send() {    let value = $txt.value; // 输入的内容    let time = video.currentTime; // 当前视频时间    let color = $color.value; // 选取的颜色值    let fontSize = $range.value; // 选取的字号大小    let obj = { value, time, color, fontSize };    // 添加弹幕数据    canvasBarrage.add(obj);    $txt.value = ''; // 清空输入框}// 点击按钮发送弹幕$btn.addEventListener('click', send);// 回车发送弹幕$txt.addEventListener('keyup', e => {    let key = e.keyCode;    key === 13 && send();});+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

发弹幕相对来说还是很简单的，获取到value, time, color, fontSize之后把他们当作对象传给CanvasBarrage的add方法进行添加就好了。

下面我们再写一下add方法，回到CanvasBarrage类里继续写。

// index.js文件class CanvasBarrage {    constructor() { ...省略}    render() { ...省略 }    renderBarrage() { ...省略 }    clear() { ...省略 }    +++++++++++++++++++++++++++    add(obj) {        // 实际上就是往barrages数组里再添加一项Barrage的实例而已        this.barrages.push(new Barrage(obj, this));    }    +++++++++++++++++++++++++++}

完成，漂亮，看看效果吧

写到这里我们已经完成了视频网站上的弹幕功能了，可喜可贺。

下面我们再来完善一下视频播放时对弹幕的播放处理吧。

暂停和拖动

暂停就停止渲染弹幕

// index.js文件...省略// 播放video.addEventListener('play', () => {    canvasBarrage.isPaused = false;    canvasBarrage.render();});+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++// 暂停video.addEventListener('pause', () => {    // isPaused设为true表示暂停播放    canvasBarrage.isPaused = true;});+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

回放时需要重新渲染该时刻的弹幕

// index.js文件
// 暂停video.addEventListener('pause', () => {    canvasBarrage.isPaused = true;});+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++// 拖动进度条时触发seeked事件video.addEventListener('seeked', () => {    // 调用CanvasBarrage类的replay方法进行回放，重新渲染弹幕    canvasBarrage.replay();});+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

让我们再次回到CanvasBarrage这个类上。

// index.js文件class CanvasBarrage {    constructor() { ...省略}    render() { ...省略 }    renderBarrage() { ...省略 }    clear() { ...省略 }    add(obj) { ...省略 }    +++++++++++++++++++++++++++    replay() {        this.clear(); //先清除画布        // 获取当前视频播放时间        let time = this.video.currentTime;        // 遍历barrages弹幕数组        this.barrages.forEach(barrage => {            // 当前弹幕的flag设为false            barrage.flag = false;            // 并且，当前视频时间小于等于当前弹幕所展现的时间            if (time <= barrage.time) {                // 就把isInit重设为false，这样才会重新初始化渲染                barrage.isInit = false;            } else { // 其他时间对比不匹配的，flag还是true不用重新渲染                barrage.flag = true;            }        });    }    +++++++++++++++++++++++++++}

尽善尽美一下

OK，写到这里，所有关于弹幕功能的代码就全部结束了！！！如果工作中让你开发弹幕功能，你也可以在多敲几遍以上代码之后，得心应手的保证完成任务了。

不过做事总是要做全套比较好，我们接下来再利用WebSocket和redis来进行一下较为实战的功能吧。

大家之前看到过目录结构，还有一个app.js文件其实是没有写任何东西的，那么接下来我们就开始写写看吧。

WebSocket通信和redis存储

久违的app.js文件，开始动手首先我们需要安装两个包，一个是处理服务端WebSocket通信的ws模块，另一个就是用来储存redis数据的redis模块。

npm i ws redis -S

安装完成后可以继续写东西了

// app.js文件const WebSocket = require('ws');const redis = require('redis');const clientRedis = redis.createClient(); // 创建redis客户端const ws = new WebSocket.Server({ port: 9999 }); // 创建ws服务// 用来存储不同的socket实例，区分不同用户let clients = [];// 监听连接ws.on('connection', socket => {    clients.push(socket); // 把socket实例添加到数组
    // 通过redis客户端的lrange方法来获取数据库中key为barrages的数据    clientRedis.lrange('barrages', 0, -1, (err, data) => {        // 由于redis存储的是key value类型，因此需要JSON.parse转成对象        data = data.map(item => JSON.parse(item));
        // 发送给客户端，send方法传递的是字符串需要JSON.stringify        // type为init是用来初始化弹幕数据的        socket.send(JSON.stringify({            type: 'init',            data        }));    });    // 监听客户端发来的消息    socket.on('message', data => {        // redis客户端通过rpush的方法把每个消息都添加到barrages表的最后面        clientRedis.rpush('barrages', data);
        // 每个socket实例(用户)之间都可以发弹幕，并显示在对方的画布上        // type为add表示此次操作为添加处理        // 你可以打开两个index.html，分别发弹幕试试吧        clients.forEach(sk => {            sk.send(JSON.stringify({                type: 'add',                data: JSON.parse(data)            }));        });
    });    // 当有socket实例断开与ws服务端的连接时    // 重新更新一下clients数组，去掉断开的用户    socket.on('close', () => {        clients = clients.filter(client => client !== socket);    });});

服务端的内容已经全部完事了，接下来我们再稍微改下客户端的代码，回到熟悉的index.js中。

// index.js文件class CanvasBarrage {    ...省略}+++++++++++++++++++++++++++++++// 创建CanvasBarrage实例// let canvasBarrage = new CanvasBarrage(canvas, video, { data });let canvasBarrage;let ws = new WebSocket('ws://localhost:9999');
// 监听与ws服务端的连接ws.onopen = function () {    // 监听ws服务端发来的消息    ws.onmessage = function (e) {        let msg = JSON.parse(e.data); //e.data里是真正的数据
        // 判断如果type为init就初始化弹幕的数据        if (msg.type === 'init') {            canvasBarrage = new CanvasBarrage(canvas, video, { data: msg.data });        } else if (msg.type === 'add') { // 添加弹幕数据            canvasBarrage.add(msg.data);        }    }};+++++++++++++++++++++++++++++++
// 发送弹幕的方法function send() {    let value = $txt.value;    let time = video.currentTime;    let color = $color.value;    let fontSize = $range.value;    let obj = { value, time, color, fontSize };    // 添加弹幕数据    // canvasBarrage.add(obj);    +++++++++++++++++++++++++++++++    // 把添加的弹幕数据发给ws服务端    // 由ws服务端拿到后添加到redis数据库中    ws.send(JSON.stringify(obj));    +++++++++++++++++++++++++++++++    $txt.value = '';}

前后端都搞定了，那么我们接下来只需要连接一下redis数据库就可以了