森林舞会,编程背后的魔法森林舞会程序源码
项目背景
“森林舞会”是一个结合了编程、动画和游戏创意的项目,最初源于一次对自然美感的探索,通过代码生成优美的森林场景,并赋予其动态的舞动效果,这个项目不仅展示了编程在艺术表达中的潜力,还体现了技术与艺术的完美结合。
技术实现
环境搭建
项目基于WebGL和Three.js框架构建,使用HTML5 Canvas作为后端渲染引擎,Three.js的强大动画库为项目提供了丰富的3D效果和光照模拟能力,项目运行在现代浏览器中,支持跨平台部署。
森林场景生成
场景生成分为两步:使用递归算法生成随机的森林结构,包括树干、树叶和地平面,每棵树的参数如大小、形状、颜色等由随机数生成,以确保自然的不规则美感,通过光照模型和阴影算法,为场景增加真实感。
动态舞动效果
舞动效果通过物理模拟实现,每棵树被赋予一定的质量、刚性和碰撞响应参数,当场景渲染时,动态系统会模拟风力对树木的推拉力,使其产生自然的摆动和相互影响,这种模拟基于刚体动力学方程,结合数值积分方法(如欧拉法)进行计算。
交互功能
用户可以通过键盘或触摸屏控制森林的动态效果,使用键盘方向键调整整体旋转角度,使用鼠标控制缩放和移动视角,这些交互功能增强了用户的沉浸感,使他们能够更深入地探索森林的舞动之美。
代码展示
以下是项目的核心代码片段,展示了生成森林和动态效果的关键逻辑:
<!DOCTYPE html> <html> <head>森林舞会</title> <style> body { margin: 0; overflow: hidden; } canvas { display: block; } </style> </head> <body> <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/three.js/r128/three.min.js"></script> <script> // 初始化 const scene = new THREE.Scene(); const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 1000); const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true }); renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight); document.body.appendChild(renderer.domElement); // 树生成器 function generateTree(x, y, z) { const length = Math.random() * 10 + 5; const angle = Math.random() * Math.PI * 2; const thickness = Math.random() * 0.5 + 0.5; const treeGeometry = new THREE.CylinderGeometry(length, 0.5, 0.5, 32); const treeMaterial = new THREE.MeshPhongMaterial({ color: new THREE.Color(Math.random(), Math.random(), Math.random()), roughness: 0.5, metalness: 0.3 }); const tree = new THREE.Mesh(treeGeometry, treeMaterial); tree.rotation.x = angle; scene.add(tree); const leafGeometry = new THREE.PlaneGeometry(10, 10, 32, 32); const leafMaterial = new THREE.MeshPhongMaterial({ color: new THREE.Color(0.8, 0.8, 0.8), roughness: 0.2, metalness: 0.9 }); const leaf = new THREE.Mesh(leafGeometry, leafMaterial); leaf.rotation.x = angle; leaf.position.y = length * 0.5; scene.add(leaf); const rootGeometry = new THREE.CylinderGeometry(length, 0.1, 0.1, 32); const rootMaterial = new THREE.MeshPhongMaterial({ color: new THREE.Color(0.5, 0.5, 0.5), roughness: 0.4, metalness: 0.2 }); const root = new THREE.Mesh(rootGeometry, rootMaterial); root.rotation.x = angle; root.position.y = -length * 0.5; scene.add(root); if (Math.random() > 0.7) { generateSubtree(x + length * Math.cos(angle), y + length * Math.sin(angle), z); } } function generateSubtree(x, y, z) { const scale = Math.random() * 0.3 + 0.7; generateTree(x * scale, y * scale, z * scale); } // 动态系统 function updateDynamicSystem() { const wind = new THREE.Vector3( Math.sin(Date.now() * 0.001) * 2, Math.cos(Date.now() * 0.001) * 2, 0 ); const trees = scene.children.filter(tree => tree.material.metalness > 0); trees.forEach(tree => { const position = new THREE.Vector3(tree.position.x, tree.position.y, tree.position.z); const force = new THREE.Vector3( (position.x - 5) * 0.01, (position.y - 5) * 0.01, 0 ); force.multiplyScalar(wind); tree.position.add(force); tree.rotation.y += force.y * 0.1; }); requestAnimationFrame(updateDynamicSystem); } // 初始化动态系统 updateDynamicSystem(); // 事件处理 document.addEventListener('keydown', (event) => { if (event.code === 'ArrowUp') { camera.position.z += 5; } else if (event.code === 'ArrowDown') { camera.position.z -= 5; } else if (event.code === 'ArrowLeft') { camera.position.x -= 5; } else if (event.code === 'ArrowRight') { camera.position.x += 5; } }); document.addEventListener('click', (event) => { const rect = window.getBoundingClientRect(); const x = (event.clientX - rect.left) / rect.width; const y = (event.clientY - rect.top) / rect.height; camera.position.z = 5 / (x + y + 1); }); </script> </body> </html>
效果展示
森林生成
项目首先生成一个随机的森林场景,每棵树的大小、形状和位置由算法随机决定,这种随机性模拟了自然中的不规则美感。
动态舞动
通过物理模拟,每棵树在风力作用下摆动,动态效果真实且生动,树的形态变化自然,展现出森林的活力。
交互体验
用户可以通过键盘或触摸屏控制视角,实现缩放、旋转和平移功能,这种交互方式增强了用户的沉浸感,使他们能够更深入地探索森林的舞动之美。
“森林舞会”项目通过编程和动画技术,将自然的美感与技术的精确结合,它不仅展示了编程在艺术表达中的潜力,还为学习和创作提供了丰富的灵感。
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