用原生 JS 写一个简易版的台球

前言

突发奇想想用JS写一个台球小游戏，磕磕碰碰之后，算是实现了一个简易版的。用到的知识主要是通过递归来调用requestAnimationFrame，以及一些简单的三角函数角度计算。requestAnimationFrame就是一个JS动画帧，简单来说和定时器有点相似，但是动画呈现出来的效果比定时器更流畅,性能更好。

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1、绘制游戏元素

CSS

// CSS
.table {
  position: relative;
  margin: 100px auto;
  width: 1080px;
  height: 596px;
  background: url(./台球桌.jpg) no-repeat;
  background-size: 100%;
}

.big {
  position: absolute;
  width: 1000px;
  height: 500px;
  left: 43px;
  top: 48px;
}

.box,
.box2 {
  width: 50px;
  height: 50px;
  border-radius: 50%;
  box-shadow: inset 0 0 10px rgba(255, 255, 255, 0.5);
  position: absolute;
}

.box {
  background: radial-gradient(circle at 75% 30%, #fff 5px, #fffbfef1 8%, #aaaaaac4 60%, #faf6f9bd 100%);
}

.box2 {
  background: radial-gradient(circle at 75% 30%, #fff 5px, #ff21f4f1 8%, #d61d1dc4 60%, #ff219b 100%);
}

.big .box::before,
.box2::before {
  content: '';
  position: absolute;
  width: 100%;
  height: 100%;
  transform: scale(0.25) translate(-70%, -70%);
  background: radial-gradient(#fff, transparent);
  border-radius: 50%;
}

.gan {
  display: flex;
  height: 20px;
  position: absolute;
  left: 25px;
  top: 15px;
  transform-origin: 0 50%;
  transform: rotate(50deg);
  cursor: pointer;
}

.gan2 {
  width: 25px;
  height: 20px;
}

.gan3 {
  width: 375px;
  height: 20px;
  background: url(./Snipaste_2022-07-18_19-52-54.jpg) no-repeat center;
  background-size: 100%;
}

html

//html

JS

//JS
// 设置球的位置
//母球
const box1 = document.querySelector('.box')
box1.style.left = '300px'
box1.style.top = '150px'
//子球
const box2 = document.querySelector('.box2')
box2.style.left = '700px'
box2.style.top = '300px'
//球杆
const gan = document.querySelector('.gan')
const gan2 = document.querySelector('.gan2')
const gan3 = document.querySelector('.gan3')

2、球杆跟随鼠标旋转

先获取鼠标在页面的坐标，然后减去球心的坐标，就得到了一个相对坐标。然后把球心当成原点，计算出鼠标相对球心的角度，最后把这个角度赋值给球杆的transform属性，就可以实现球杆跟随鼠标旋转的效果了

//声明鼠标相对坐标变量
let x, y
// 获取鼠标的坐标,来计算球杆的角度
document.addEventListener('mousemove', function (e) {
  const position = box1.getBoundingClientRect()
  // 获取鼠标相对球心的坐标，因为盒子的position原点在左上角，所以要减去自身宽高的一半才是球心
  x = e.pageX - position.left - 25
  y = e.pageY - position.top - 25 - document.documentElement.scrollTop
  let z = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2)); // 勾股定理计算斜边值
  let cos = y / z;// 余弦
  let radian = Math.acos(cos);//用反三角函数求弧度
  let angle = 180 / (Math.PI / radian);//将弧度转换成角度
  if (x > 0 && y > 0) {//鼠标在第四象限
    angle = 90 - angle
  }
  if (x == 0 && y > 0) {//鼠标在y轴负方向上
    angle = 90;
  }
  if (x == 0 && y < 0) {//鼠标在y轴正方向上
    angle = 270;
  }
  if (x > 0 && y == 0) {//鼠标在x轴正方向上
    angle = 0;
  }
  if (x < 0 && y > 0) {//鼠标在第三象限
    angle = 90 + angle
  }
  if (x < 0 && y == 0) {//鼠标在x轴负方向
    angle = 180;
  }
  if (x < 0 && y < 0) {//鼠标在第二象限
    angle = 90 + angle
  }
  if (x > 0 && y < 0) {//鼠标在第一象限
    angle = 450 - angle
  }
  // 把计算出来的角度取模后赋值给球杆旋转角度
  gan.style.transform = `rotate(${angle % 360}deg)`
})

3、球杆的击球动画

球杆其实是由 3 个盒子组成的，最外面的大盒子来控制球杆的旋转，大盒子里面有两个盒子 gan2 和 gan3， gan3 这个盒子用来放球杆的图片。gan2 这个盒子是看不到的，它负责把球杆向外面撑开。所以球杆的动画就很简单了，只要增加和减少 gan2 盒子的宽，就能实现球杆的伸缩了。

实现动画就是用尾递归来重复调用 requestAnimationFrame 函数。

// // 球杆点击事件
document.querySelector('.gan3').addEventListener('click', function () {
  moveGan(gan2, 0)
})
// 球杆打击动画
function moveGan(item, num) {
  // i来控制函数的结束条件
  let i = num
  requestAnimationFrame(() {
    //获取元素的坐标值,要把字符串里的数字提取出来
    let moveX = parseFloat(item.style.width) || 25
    moveX += 15
    // 每一次调用这个函数，就让元素的宽+15px
    item.style.width = moveX + 'px'
    i++
    if (i >= 10) {
      // i>10时，就让球杆再缩回去
      return returnGan(item, 0)
    }
    // 使用尾递归来重复调用
    return moveGan(item, i)
  })
}
function returnGan(item, num) {
  let i = num
  requestAnimationFrame(() {
    let moveX = parseFloat(item.style.width) || 0
    moveX -= 15
    // 每一次调用这个函数，就让元素的宽-15px
    item.style.width = moveX + 'px'
    i++
    if (i >= 10) {
      return tick() //tick是击球的函数
    }
    return returnGan(item, i)
  })
}

4、球杆击球后，母球的移动

母球的击球动画同样是通过尾递归来重复调用 requestAnimationFrame 函数，但是涉及到墙壁反弹，以及撞击子秋，母球的移动函数的参数会复杂一点。

母球移动的速度和距离，是通过i这个变量来控制的，这个函数每调用一次，i 会递减。x 和 y 这两个参数会接收一个 -1 到 1 之间的值，起到一个方向系数的效果，通过参数把球杆的撞击方向传递进来。碰到边界之后，就把对应的系数取负，然后用新系数执行移动函数，就能起到反弹的效果了。

// 击打母球的函数
function tick() {
  // 通过绝对值判断打击角度，x和y就是鼠标相对球心的坐标
  if (Math.abs(x) > Math.abs(y)) {
    // 通过判断x,y是否大于0,判断打击方向
    if (x > 0 && y > 0 || x > 0 && y < 0) {
      raf(box1, -1, -1 / (x / y), 1000)
    } else {
      raf(box1, 1, 1 / (x / y), 1000)
    }
  } else {
    if (y > 0 && x > 0 || y > 0 && x < 0) {
      raf(box1, -1 / (y / x), -1, 1000)
    } else {
      raf(box1, 1 / (y / x), 1, 1000)
    }
  }
}

//..... 母球移动的函数里面还要加代码，所以这里就先不贴出来了。 

// 判断是否进洞的函数
function test(x, y) {
  if (x < 10 && y < 10 || x > 940 && y < 10 || x > 940 && y > 440 || x < 10 && y > 440
    || x > 475 && x < 525 && y < 5 || x > 475 && x < 525 && y > 445) {
    return true
  }
}

5、母球撞击子球移动

这是最麻烦的一步，撞击后两个球的运动轨迹都会发生变化。只考虑最普通的撞击，子球的运动方向应该是撞击点与子球球心这条直线的方向，这个比较好计算。母球的撞击后的方向应该是以撞击点的那条切线进行反弹，三角函数几乎忘光了，这个我也不知道怎么计算了，所以用了个简易的算法，就和撞墙壁一样直接反弹,这样会导致某些角度下,母球撞击之后的方向不正常。

把这个撞击判断加到母球移动的函数里面，然后再补充一个子球的移动函数，整个代码就写完了

//母球移动
// 获取坐标,要把字符串里的数字提取出来
let fx = parseFloat(box1.style.left)
let fy = parseFloat(box1.style.top)
let gx = parseFloat(box2.style.left)
let gy = parseFloat(box2.style.top)
// 声明用判断撞球角度的变量
let n
// 控制子球移动函数的调用
let p = true
function raf(item, x, y, num) {
  //击球后隐藏球杆
  gan3.style.display = 'none'
  // item是目标元素,x和y对应移动方向的系数,i用来控制移动速度
  let i = num
  requestAnimationFrame(() {
    fx += x * 5 * i / 500
    fy += y * 5 * i / 500
    item.style.left = fx + 'px'
    item.style.top = fy + 'px'
    i -= 2
    // 边界判断，球桌宽1000高500，球宽高50，所以边界就是0-950
    if (fx > 950) { // 右边界，让x系数反过来
      fx = 950
      return raf(item, -x, y, i)
    } else if (fy > 450) { // 下边界，让y系数反过来
      fy = 450
      return raf(item, x, -y, i)
    } else if (fx < 0) { // 左边界，让x系数反过来
      fx = 0
      return raf(item, -x, y, i)
    } else if (fy < 0) { // 上边界，让y系数反过来
      fy = 0
      return raf(item, x, -y, i)
    }
    // i<=50就停止移动，然后显示球杆
    if (i <= 50) return gan3.style.display = 'block'
    // 判断球是否进洞
    if (test(fx, fy)) {
      return item.style.display = 'none'
    }
    //两个球撞击时的判断
    if (fx < gx + 50 && fx > gx - 50 && fy < gy + 50 && fy > gy - 50) {
      // 子球前进的角度,就是撞击时,两个圆心连线的夹角
      n = Math.abs(gx - fx) >= Math.abs(gy - fy) ? Math.abs(gx - fx) : Math.abs(gy - fy)
      // n用来控制调用函数时x,y的大小,不能大于1,否则移动速度会异常
      if (p) raf2(box2, (gx - fx) / n, (gy - fy) / n, i)
      // 只有第一次碰撞时,会调用一次子球移动的函数,避免一次击球产生多次撞击时,这个函数被多次调用
      p = false
      return raf(item, -x, y, i)
    }
    return raf(item, x, y, i)
  })
}
 //子球移动
function raf2(item, x, y, num) {
  let i = num
  requestAnimationFrame(() {
    //获取元素的坐标值,要把字符串里的数字提取出来
    gx += x * 5 * i / 700
    gy += y * 5 * i / 700
    item.style.left = gx + 'px'
    item.style.top = gy + 'px'
    i -= 2
    if (gx > 950) {
      gx = 950
      return raf2(item, -x, y, i)
    } else if (gy > 450) {
      gy = 450
      return raf2(item, x, -y, i)
    } else if (gx < 0) {
      gx = 0
      return raf2(item, -x, y, i)
    } else if (gy < 0) {
      gy = 0
      return raf2(item, x, -y, i)
    }
    //两个球触碰判断
    if (fx < gx + 50 && fx > gx - 50 && fy < gy + 50 && fy > gy - 50) {
      return raf2(box2, (gx - fx) / n, (gy - fy) / n, i)
    }
    if (i <= 50) return p = true // 移动函数执行完后，重置p这个变量
    // 判断球是否进洞
    if (test(gx, gy)) {
      return item.style.display = 'none'
    }
    return raf2(item, x, y, i)
  })
}

总结

这个小游戏实现的并不完美，因为用到了太多的递归，很多细节方面不好控制，球的运动轨迹也很难计算，在某些角度下会出现BUG。球虽然是圆的，但是它的盒子是正方形，所以撞击有的时候会看着很奇怪。移动的函数写的也有缺陷，它不能复用，如果想添加多个球，函数就得改。

这个破产版的台球主要就是写着玩一玩，尝试了一下JS动画的实现 , 不喜勿喷。

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