p5.js 变换操作

德育处主任

发布于 2023-03-13 15:28:45

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发布于 2023-03-13 15:28:45

文章被收录于专栏：前端数据可视化

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本文简介

在 canvas 里，变换是基础功能。很多基于 canvas 封装的库都有这功能，比如《Fabric.js 变换视窗》。

变换是针对画布进行全局调整的一种能力，它可以对画布进行全局移动、缩放、旋转等操作。

p5.js 同样具备变换功能，而且还封装了很多方便的函数去实现变换功能。本文就简单介绍一下 p5.js 的变换操作方法。

为了方便讲解~~(我懒)~~，本文使用 CDN 的方式引入 p5.js。如果你在项目中使用 npm 的方式安装 p5.js ，可以参考《p5.js 使用npm安装p5.js后如何使用？》的用法。

平移 translate

平移是最简单的操作，使用 translate() 方法就可以移动画布坐标系（上下左右四个方向）。

translate() 使用语法：

// 语法1
translate(x, y, [z])

// 语法2
translate(vector)

先看看语法1，参数 x、 y、z 都接受数值型数据，其中 x 和 y 是必传的，z 是在3d场景中才会用到。

x 的值为负数时向左平移，正数则向右平移。y 的值为负数时向上平移，正数则向下平移。

语法2接受的参数是一个平移向量，这个语法在入门阶段用得不多。

function setup() {
  createCanvas(180, 180)
  background(200)
  // 正方形
  square(0, 0, 40)
}

function draw() {
  // 移动画布
  translate(60, 60)
  // 正方形
  square(0, 0, 40)
}

你也可以试试语法2的方式

// 省略部分代码
translate(createVector(60, 60))

在画布只有1个元素的情况下，也可以使用 translate() 的方式实现《p5.js 使用npm安装p5.js后如何使用？》一文中最后的那个效果。

let count = 0

function setup() {
  createCanvas(400, 400)
  background(200)
}

function draw() {
  // 移动画布
  let x = Math.sin(count) * 100 + 200
  let y = Math.cos(count) * 100 + 200
  translate(x, y)
  // 正方形
  square(0, 0, 20)

  count += 0.1
}

缩放 scale

p5.js 提供 scale() 方法可以缩放画布。

语法是这样的：

scale(s, [y], [z])

参数s 可以是数值型、数值型数组、p5.Vector 这几个类型。在入门阶段不要搞得那么复杂，我们只需知道可以传入数值型就行。

使用 scale() 方法时需要分几种情况。

情况1：只传1个参数

当只传入1个参数时，这个参数代表 x、y、z 轴的缩放百分比。

情况2：传入2个以上参数

当传入2个或者3个参数时，就分别代表 x、y、z 轴的缩放百分比。

如果传入大于0小于1的值就是缩小，大于1的值就是放大。

function setup() {
  createCanvas(400, 400)
  background(200)
  square(50, 50, 100)
}

function draw() {
  scale(0.5)
  // 正方形
  square(50, 50, 100)
}

最后需要注意一点，如果多次使用 scale()**，每次使用都会根据上一次的结果进行百分比缩放**。

如果不希望基于上一次的操作进行缩放，可以使用 pop() 和 push() 打破这个规则。

pop() 和 push() 用法请看《p5.js 状态》

旋转 rotate

旋转分为2D和3D，本文只讲2D的旋转。3D的旋转放在之后讲3D案例的文章再讲解。

旋转使用的方法名叫 rotate()，语法如下：

rotate(angle)

angle 是旋转弧度。注意，是弧度！

但对于受过九年义务教育的我来说，用角度去计算会更加直观。

如果你也想用角度的方式来计算，可以使用下面这条公式：

角度 * Math.PI / 180

比如我希望画布旋转45度，就可以这样表达：45 * Math.PI / 180

function setup() {
  createCanvas(400, 400)
  background(200)
}

function draw() {
  let angle = 45 * Math.PI / 180
  rotate(angle) // 设置旋转角度
  // 正方形
  square(0, 0, 100)
}

默认是以左上角为旋转中心，如果想改变旋转中心，可以使用 translate 进行修改。

function setup() {
  createCanvas(400, 400)
  background(200)
}

function draw() {
  translate(200, 150)

  let angle = 45 * Math.PI / 180;
  rotate(angle)
  // 正方形
  square(0, 0, 100)
}

倾斜 shear

p5.js 提供了 shearX(angle) 和 shearY(angle) 方法可以让画布斜切。

从这两个方法的字面意思可以看出，shearX() 和 shearY() 分别对应 x轴和 y轴方向的斜切。

参数 angle 同样代表弧度，如果要用更加直观的角度表示，同样可以使用 角度 * Math.PI / 180 这条公式进行转换。

function setup() {
  createCanvas(400, 400)
  background(200)
}

function draw() {
  shearX(45 * Math.PI / 180)
  shearY(45 * Math.PI / 180)
  // 正方形
  square(0, 0, 100)
}