冬天到了,給你的網站下個雪吧

語言: CN / TW / HK

前言

女朋友常逛的設計網站這兩天頁面上多了下雪的效果,於是問我我的網站能下雪嗎,作為一個程序員我一般會説實現不了,但是作為男朋友,不能説不行。

雪我們可以使用span標籤和css的徑向漸變簡單意思一下:

.snow {
  display: block;
  width: 100px;
  height: 100px;
  background-image: radial-gradient(#fff 0%, rgba(255, 255, 255, 0) 60%);
  border-radius: 50%;
}

效果如下:

很多雪

一片雪是不夠的,成千上萬才浪漫,世界上沒有兩片相同的雪花,所以每片雪都有自己的大小位置速度等屬性,為此先創建一個雪花類:

class Snow {
  constructor (opt = {}) {
    // 元素
    this.el = null
    // 直徑
    this.width = 0
    // 最大直徑
    this.maxWidth = opt.maxWidth || 80
    // 最小直徑
    this.minWidth = opt.minWidth || 2
    // 透明度
    this.opacity = 0
    // 水平位置
    this.x = 0
    // 重置位置
    this.y = 0
    // 速度
    this.speed = 0
    // 最大速度
    this.maxSpeed = opt.maxSpeed || 4
    // 最小速度
    this.minSpeed = opt.minSpeed || 1
    // 瀏覽器窗口尺寸
    this.windowWidth = window.innerWidth
    this.windowHeight = window.innerHeight
    
    this.init()
  }

  // 初始化各種屬性
  init () {
    this.width = Math.floor(Math.random() * this.maxWidth + this.minWidth)
    this.opacity = Math.random()
    this.x = Math.floor(Math.random() * (this.windowWidth - this.width))
    this.y = Math.floor(Math.random() * (this.windowHeight - this.width))
    this.speed = Math.random() * this.maxSpeed + this.minSpeed
  }

  // 設置樣式
  setStyle () {
    this.el.style.cssText = `
      position: fixed;
      left: 0;
      top: 0;
      display: block;
      width: ${this.width}px;
      height: ${this.width}px;
      opacity: ${this.opacity};
      background-image: radial-gradient(#fff 0%, rgba(255, 255, 255, 0) 60%);
      border-radius: 50%;
      z-index: 9999999999999;
      pointer-events: none;
      transform: translate(${this.x}px, ${this.y}px);
    `
  }

  // 渲染
  render () {
    this.el = document.createElement('div')
    this.setStyle()
    document.body.appendChild(this.el)
  }
}

init方法用來生成隨機的初始大小、位置、速度等屬性,在瀏覽器窗口內new100片試試:

let snowList = []
for (let i = 0; i < 100; i++) {
    let snow = new Snow()
    snow.render()
    snowList.push(snow)
}

效果如下:

動起來

雪動起來才能叫下雪,動起來很簡單,不斷改變xy座標就可以了,給snow類加個運動的方法:

class snow {
    move () {
        this.x += this.speed
        this.y += this.speed
        this.el.style.left = this.x + 'px'
        this.el.style.top = this.y + 'px'
    }
}

接下來使用requestAnimationFrame不斷刷新:

moveSnow () {
    window.requestAnimationFrame(() => {
        snowList.forEach((item) => {
            item.move()
        })
        moveSnow()
    })
}

效果如下,因為速度是正數,所以整體是往右斜的:

可以看到動起來了,但是出屏幕就不見了,所以雪是會消失的對嗎?要讓雪不停很簡單,檢測雪的位置,如果超出屏幕了就讓它回到頂部,修改一下move方法:

move () {
    this.x += this.speed
    this.y += this.speed
    // 完全離開窗口就調一下初始化方法,另外還需要修改一下init方法,因為重新出現我們是希望它的y座標為0或者小於0,這樣就不會又憑空出現的感覺,而是從天上下來的
    if (this.x < -this.width || this.x > this.windowWidth || this.y > this.windowHeight) {
      this.init(true)
      this.setStyle()
    }
    this.el.style.left = this.x + 'px'
    this.el.style.top = this.y + 'px'
  }
init (reset) {
    // ...
    this.width = Math.floor(Math.random() * this.maxWidth + this.minWidth)
    this.y = reset ? -this.width : Math.floor(Math.random() * this.windowHeight)
    // ...
  }

這樣就能源源不斷的下雪了:

優化

1.水平速度

水平和垂直方向的速度是一樣的,但是看起來有點太斜了,所以調整一下,把水平速度和垂直速度區分開來:

class Snow {
  constructor (opt = {}) {
    // ...
    // 水平速度
    this.sx = 0
    // 垂直速度
    this.sy = 0
		// ...
  }
  
  init (reset) {
    // ...
    this.sy = Math.random() * this.maxSpeed + this.minSpeed
    this.sx = this.sy * Math.random()
  }
  
  move () {
    this.x += this.sx
    this.y += this.sy
    // ...
  }
}

2.左下角沒有雪

因為整體向右傾斜,所以左下角大概率沒有雪,這可以通過讓雪隨機出現在左側來解決:

init (reset) {
  // ...
  this.x = Math.floor(Math.random() * (this.windowWidth - this.width))
  this.y = Math.floor(Math.random() * (this.windowHeight - this.width))
  if (reset && Math.random() > 0.8) {// 讓一小部分的雪初始化在左側
    this.x = -this.width
  } else if (reset) {
    this.y = -this.width
  }
  // ...
}

3.眼前的雪

隨機性的選擇一點雪給它較大的體積、透明度和速度,然後再使用css33D透視效果,把它的z軸數值調大一點,這樣的感覺就好像是在眼前劃過的一樣:

<body style="perspective: 500;-webkit-perspective: 500"></body>
class Snow {
  constructor (opt = {}) {
    // ...
    // z軸數值
    this.z = 0
    // 快速劃過的最大速度
    this.quickMaxSpeed = opt.quickMaxSpeed || 10
    // 快速劃過的最小速度
    this.quickMinSpeed = opt.quickMinSpeed || 8
    // 快速劃過的寬度
    this.quickWidth = opt.quickWidth || 80
    // 快速劃過的透明度
    this.quickOpacity = opt.quickOpacity || 0.2
    // ...
  }
  
  init (reset) {
    let isQuick = Math.random() > 0.8
    this.width = isQuick ? this.quickWidth : Math.floor(Math.random() * this.maxWidth + this.minWidth)
    this.z = isQuick ? Math.random() * 300 + 200 : 0
    this.opacity = isQuick ? this.quickOpacity : Math.random()
    // ...
    this.sy = isQuick ? Math.random() * this.quickMaxSpeed + this.quickMinSpeed : Math.random() * this.maxSpeed + this.minSpeed
    // ...
  }
  
  move () {
    // ...
    this.el.style.transform = `translate3d(${this.x}px, ${this.y}px, ${this.z}px)`
  }
}

4.鵝毛大雪

雪花嘛,輕如鵝毛,鵝毛是怎麼飄的?是不是左右擺動的飄?那我們也可以選擇一部分的雪花讓它跟鵝毛一樣飄,左右搖擺很簡單,速度一會加一會減就可以了:

class Snow {
  constructor (opt = {}) {
    // ...
    // 是否左右搖擺
    this.isSwing = false
    // 左右搖擺的步長
    this.stepSx = 0.03
    // ...
  }

  // 隨機初始化屬性
  init (reset) {
    // ...
    this.isSwing = Math.random() > 0.8
    // ...
  }

  move () {
    if (this.isSwing) {
      if (this.sx >= 1 || this.sx <= -1) {
        this.stepSx = -this.stepSx
      }
      this.sx += this.stepSx
    }
    // ...
  }
}

除了上述這種方法,左右搖擺還有一種方式,就是使用正弦或餘弦函數,因為它們的曲線翻轉90度就是左右搖擺:

img

我們使用正弦函數,公式為:y=sin(x)x的值是弧度表示,只要一直增加就可以了,y的值用來修改雪花的水平方向的速度變化步長:

class Snow {
  constructor (opt = {}) {
    // ...
    // 是否左右搖擺
    this.isSwing = false
    // 左右搖擺的正弦函數x變量
    this.swingRadian = 0
    // 左右搖擺的正弦x步長
    this.swingStep = 0.01
    // ...
  }

  init (reset) {
    // ...
    this.swingStep = 0.01 * Math.random()
  }

  move () {
    if (this.isSwing) {
      this.swingRadian += this.swingStep
      this.x += this.sx * Math.sin(this.swingRadian * Math.PI) * 0.2
    } else {
      this.x += this.sx
    }
    // ...
  }
}

因為正弦函數y的值是從1變化到-1,擺動幅度太了,所以乘了個小數0.2縮小一點,想要幅度小一點,還有一個方法是不要使用整個正弦曲線,可以從中截取一個適合的區間大小,比如就讓x的值在0.9π1.1π之前變化:

class Snow {
  constructor (opt = {}) {
    // ...
    // 是否左右搖擺
    this.isSwing = false
    // 左右搖擺的正弦函數x變量
    this.swingRadian = 1// 需要改成一箇中間值
    // 左右搖擺的正弦x步長
    this.swingStep = 0.01
    // ...
  }

  init (reset) {
    // ...
    this.swingStep = 0.01 * Math.random()
    this.swingRadian = Math.random() * (1.1 - 0.9) + 0.9// 也讓它隨機一下
  }

  move () {
    if (this.isSwing) {
      if (this.swingRadian > 1.1 || this.swingRadian < 0.9) {
        this.swingStep = -this.swingStep
      }
      this.swingRadian += this.swingStep
      this.x += this.sx * Math.sin(this.swingRadian * Math.PI)
    } else {
      this.x += this.sx
    }
    // ...
  }
}

5.下的慢一點

既然給水平加了曲線,垂直方向上是不是也可以改成非勻速呢?當然可以,區別是速度得一直是正的,不然就要出現反自然現象了,改變速度曲線同樣可以使用正餘弦,上面我們使用了0.9π1.1π之間的正弦曲線,根據上圖可以發現對應的餘弦曲線都是負的,趨勢是先慢後快,所以可以利用這一段來改變垂直方向的速度:

move () {
  if (this.isSwing) {
    if (this.swingRadian > 1.1 || this.swingRadian < 0.9) {
      this.swingStep = -this.swingStep
    }
    this.swingRadian += this.swingStep
    this.x += this.sx * Math.sin(this.swingRadian * Math.PI)
    this.y -= this.sy * Math.cos(this.swingRadian * Math.PI)// 因為速度都是負的,所以改成-
  } else {
    this.x += this.sx
    this.y += this.sy
  }
  // ...
}

6.在最上面

為了防止為頁面上原本層級更高的元素遮擋,給雪花的樣式加一個很大的層級:

render () {
    this.el = document.createElement('div')
    this.el.style.cssText = `
        // ...
        z-index: 9999999999999;
    `
    document.body.appendChild(this.el)
}

7.看不見我

修改了層級,所以雪花會在頁面的最上層,那麼可能會擋住其他元素的鼠標事件,需要禁止它響應鼠標事件:

render () {
    this.el = document.createElement('div')
    this.el.style.cssText = `
      // ...
      pointer-events: none;
    `
    document.body.appendChild(this.el)
  }

8.更好一點

使用性能更好的transform屬性來做動畫:

render () {
    this.el = document.createElement('div')
    this.el.style.cssText = `
        left: 0;
        top: 0;
        transform: translate(${this.x}px, ${this.y}px);
    `
    document.body.appendChild(this.el)
}
move () {
    // ...
    // this.el.style.left = this.x + 'px'
    // this.el.style.top = this.y + 'px'
    this.el.style.transform = `translate(${this.x}px, ${this.y}px)`
}

當然,最好的方式是用canvas來畫。

最終效果:

下雨&雨夾雪

下完雪,接下來順便下個雨,雨和雪差不多,都是從天上掉下來,但是雨的速度更快,通常也不會左右搖擺什麼的,方向也基本是一致的,先來修改一下樣式:

setStyle () {
  this.el.style.cssText = `
    // ...
    width: 1px;
    // ...
  `
}

很簡單,只要把寬度寫死為1就行了:

接下來把搖擺去掉:

move () {
  this.x += this.sx
  this.y += this.sy
  // ...
}

效果如下:

可以發現雨是豎着在水平移動,顯然是不行的,需要讓它傾斜一定的角度,和運動方向保持一致,這個也很簡單,算一下斜率,水平速度除以垂直速度:

move () {
  // ...
  this.el.style.transform = `translate(${this.x}px, ${this.y}px) ${this.getRotate(this.sy, this.sx)}`
}
getRotate(sy, sx) {
  return `rotate(${sx === 0 ? 0 : (90 + Math.atan(sy / sx) * (180 / Math.PI))}deg)`
}

因為tan(θ)=sy/sxθ=Math.atan(sy / sx),因為雨的線段默認是從上到下垂直的,θ是代表和水平方向上的夾角,所以需要先旋轉90度,再旋轉夾角的度數,最後弧度轉角度的公式為:角度=弧度*(180/π)。

雨和雪都實現了,讓它們一起出來,就是雨夾雪了:

根據天氣下雪

把上面的代碼放到網站上就有下雪的效果了,另外也可以使用天氣廠商的api,根據實時天氣來下雪或者下雨,再實現一下太陽、烏雲等效果,一個沉浸式天氣就完成了,有興趣的可自行實踐。

完整代碼在https://github.com/wanglin2/snow