任意两个点的曲线连接JS算法

在一些在线的脑图或者流程图示意的工具中,使用曲线连接两个模块是非常常见的效果,例如figma里面的figjam。

figjam是我用过体验非常赞的一个工具,衡量自己Web前端技术的一个简单办法就是,如果让你实现这样一个产品,你能否立刻在脑中形成实现方案,并完成之。

我就想过这个问题,如果我来实现figjam,我能行吗?

突然意识到非常不确定,所谓不确定,就是还需要摸索,对能否完成,以及完成所需的时间模糊,换言之,就还是技术积累不够。

机会总是留给有准备的人的,既然自己决定深耕于交互体验领域,就必须将自己的技术缺漏补上。

如何补,很简单,聚沙成塔,也就是从一个一个的小功能的实现开始积累。

所以,我决定先研究下给任意两个点,这两个点使用贝塞尔曲线连接该如何实现。

一、任意两点之间的曲线

需求为:给定起点和终点,然后自动得到曲线

如果你使用过PS中的钢笔工具绘制过曲线,那么对里面提到的“控制点”也应该非常熟悉,基本上,脑中只要想一下起止点和控制点,曲线什么样子脑中就自动出现了,因为控制点和定位点的连线本质上是曲线的切线,所以并不难脑补。

现在起止点有了,只要知道控制点的位置,曲线自然就得到了。

理论上,控制点可以在任意位置,这就导致曲线可能千千万,所以,我们需要进行约束,增加限定条件,比方说曲线的切线是垂直的,两个控制点的垂直坐标是一致的(不一致也可以),此时的曲线效果就会如下图所示(黑色圆点是控制点):

此时,控制点的位置就可以确定了,横坐标和起点或终点的横坐标一致,纵坐标在起始点之间(偏差越大,曲线曲率越大)。

算法知道了,下面就是落地成代码……

二、canvas中的曲线绘制

SVG和canvas都能绘制曲线,从易用性上讲,还是canvas更合适,其提供了原生的曲线绘制方法。

包括二次贝塞尔曲线方法 quadraticCurveTo() 和三次贝塞尔曲线方法bezierCurveTo()。

我们这里使用的是 context.bezierCurveTo()方法,语法为:

context.bezierCurveTo(cp1x, cp1y, cp2x, cp2y, x, y);

其中,cp1和cp2指的是两个控制点,(x, y)是结束点,起点使用 context.moveTo(x, y) 语句指定,详见我写的这个API文档

于是我们就可以抽象出如下所示的绘制代码(假设canvas绘制的上下文对象是 context):

var drawCurve = function (startX, startY, endX, endY) {   
    // 曲线控制点坐标
    var cp1x = startX;
    var cp1y = startY + (endY - startY) / 2;
    // 这里的除数2和曲线的曲率相关,数值绝大,曲率越小
    var cp2x = endX;
    var cp2y = endY - (endY - startY) / 2;
    
    // 开始绘制曲线
    context.beginPath();
    context.lineWidth = 4;
    context.strokeStyle = '#000';
    context.moveTo(startX, startY);
    // 绘制曲线点
    context.bezierCurveTo(cp1x, cp1y, cp2x, cp2y, endX, endY);
    context.stroke();
};

绘制曲线,然后描边。

三、最终的实现演示

好,至于方块的绘制和拖拽,这个我早就驾轻就熟了,所以,至此,我就能确信自己可以把此交互实现了,且大概多久实现也有了预期,这样,工时评估的时候就会更加准确,日常工作也就更加从容。

所谓心中有粮,自然不慌,哦,查了下,记错了,是家中有粮,心中不慌。😅

以下就是最终实现,您可以狠狠地点击这里:JS canvas任意方块图形之间曲线连接demo

拖拽方块,可以看到曲线实时跟随,此交互效果移动端也支持,下图为GIF录屏演示: