面向对象脊椎曲线系统库

基于 NURBS 曲线的脊椎模拟系统，采用面向对象设计，便于在其他项目中集成和使用。

特性

• 🎯 面向对象设计：清晰的类结构，易于扩展和维护
• 🔧 灵活配置：支持多种参数配置，适应不同需求
• 🖱️ 交互式操作：支持鼠标拖拽、悬停等交互
• 📊 状态管理：支持导出/导入状态，便于数据持久化
• 🎨 可视化效果：支持网格、连接线、发光效果等视觉元素
• 🔄 实时物理约束：模拟真实脊椎的物理特性

快速开始

1. 引入依赖

<!-- 引入 verb-nurbs 库 -->
<script src="https://unpkg.com/verb-nurbs"></script>
<!-- 引入脊椎系统库 -->
<script src="spine-system.js"></script>

2. 创建 HTML 结构

<canvas id="spineCanvas" width="400" height="600"></canvas>

3. 初始化脊椎系统

// 脊椎点数据：[x, y] 坐标数组
const spineData = [
  [200, 50],
  [201, 70],
  [202, 90],
  [203, 110],
  [204, 130],
  [205, 150],
  [206, 170],
  [207, 190],
  [208, 210],
  [209, 230],
];

// 获取canvas元素
const canvas = document.getElementById("spineCanvas");

// 创建脊椎系统实例
const spineSystem = new SpineSystem(canvas, spineData, {
  influence: 1.5, // 影响强度
  curveDegree: 2, // 曲线次数
  smoothness: 0.3, // 平滑度
  influenceRange: 4, // 影响范围
  showGrid: true, // 显示网格
});

// 渲染系统
spineSystem.render();

核心类介绍

SpineSystem - 主系统类

主要的脊椎系统类，协调所有组件的工作。

构造函数

new SpineSystem(canvas, initialData, options);

• canvas: HTML Canvas 元素
• initialData: 初始脊椎点数据，格式为 [[x1, y1], [x2, y2], ...]
• options: 配置选项对象

配置选项

const options = {
  influence: 1.5, // 影响强度 (0.1 - 2.5)
  curveDegree: 2, // 曲线次数 (2 - 5)
  smoothness: 0.3, // 平滑度 (0.1 - 2.0)
  influenceRange: 4, // 影响范围 (3 - 12)
  showGrid: true, // 显示网格
};

主要方法

// 更新配置
spineSystem.updateConfig(newConfig);

// 重置到初始状态
spineSystem.reset();

// 获取当前点位置
const points = spineSystem.getPoints();

// 获取原始点位置
const originalPoints = spineSystem.getOriginalPoints();

// 导出当前状态
const state = spineSystem.exportState();

// 导入状态
spineSystem.importState(state);

// 手动渲染
spineSystem.render();

// 销毁实例
spineSystem.destroy();

SpinePoint - 脊椎点类

表示脊椎上的一个点。

属性

point.x, point.y; // 当前坐标
point.originalX, point.originalY; // 原始坐标
point.index; // 点的索引
point.isEndPoint; // 是否为端点
point.isHovered; // 是否被悬停
point.isDragged; // 是否被拖拽
point.influenceState; // 影响状态：'normal' | 'influenced' | 'lightlyFollowing'

方法

// 重置到原始位置
point.reset();

// 计算到指定坐标的距离
const distance = point.distanceTo(x, y);

// 获取点的颜色
const color = point.getColor();

// 获取点的半径
const radius = point.getRadius();

SpinePhysics - 物理系统类

处理脊椎的物理约束和影响计算。

方法

// 应用物理约束
physics.applyConstraints(points, smoothness);

// 应用影响效果
physics.applyInfluence(points, dragIndex, dragOffset, config);

// 计算三点间的角度
const angle = physics.calculateAngle(p1, p2, p3);

SpineRenderer - 渲染器类

负责所有的绘制工作。

方法

// 清空画布
renderer.clear();

// 绘制网格
renderer.drawGrid();

// 绘制NURBS曲线
renderer.drawNurbsCurve(curve, smoothness);

// 绘制连接线
renderer.drawConnectionLines(points);

// 绘制脊椎点
renderer.drawPoints(points);

// 绘制悬停信息
renderer.drawHoverInfo(point, mouseX, mouseY);

SpineInteraction - 交互处理类

处理鼠标交互逻辑。

方法

// 获取鼠标位置
const pos = interaction.getMousePosition();

// 获取悬停的点
const hoveredPoint = interaction.getHoveredPoint();

使用示例

基本使用

const spineSystem = new SpineSystem(canvas, spineData);
spineSystem.render();

动态更新配置

// 监听滑块变化
document.getElementById("influenceSlider").addEventListener("input", (e) => {
  spineSystem.updateConfig({ influence: parseFloat(e.target.value) });
});

状态管理

// 保存状态
const currentState = spineSystem.exportState();
localStorage.setItem("spineState", JSON.stringify(currentState));

// 恢复状态
const savedState = JSON.parse(localStorage.getItem("spineState"));
spineSystem.importState(savedState);

多实例使用

// 创建多个独立的脊椎系统
const spineSystem1 = new SpineSystem(canvas1, spineData1, config1);
const spineSystem2 = new SpineSystem(canvas2, spineData2, config2);

// 各自独立运行
spineSystem1.render();
spineSystem2.render();

高级用法

自定义物理约束

// 继承并扩展物理系统
class CustomSpinePhysics extends SpinePhysics {
  applyConstraints(points, smoothness) {
    // 先应用基础约束
    super.applyConstraints(points, smoothness);

    // 添加自定义约束
    this.applyCustomConstraints(points);
  }

  applyCustomConstraints(points) {
    // 自定义约束逻辑
  }
}

// 使用自定义物理系统
const customSpineSystem = new SpineSystem(canvas, spineData);
customSpineSystem.physics = new CustomSpinePhysics();

自定义渲染效果

// 继承并扩展渲染器
class CustomSpineRenderer extends SpineRenderer {
  drawPoints(points) {
    // 先绘制基础点
    super.drawPoints(points);

    // 添加自定义效果
    this.drawCustomEffects(points);
  }

  drawCustomEffects(points) {
    // 自定义绘制逻辑
  }
}

// 使用自定义渲染器
const customSpineSystem = new SpineSystem(canvas, spineData);
customSpineSystem.renderer = new CustomSpineRenderer(canvas);

事件监听

// 可以通过覆盖交互处理方法来添加自定义事件
class CustomSpineInteraction extends SpineInteraction {
  handleMouseDown(e) {
    // 调用原始处理
    super.handleMouseDown(e);

    // 添加自定义逻辑
    console.log("点击了脊椎点");
  }
}

性能优化建议

1. 避免频繁重绘：只在必要时调用 render() 方法
2. 合理设置参数：过高的平滑度会影响性能
3. 控制点数量：建议脊椎点数量在 10-20 个之间
4. 使用 requestAnimationFrame：对于动画效果，使用 RAF 优化
5. 及时销毁：页面卸载时调用 destroy() 方法

浏览器兼容性

• Chrome 60+
• Firefox 55+
• Safari 12+
• Edge 79+

依赖库

• verb-nurbs: NURBS 曲线计算库

许可证

MIT License

贡献

欢迎提交 Issue 和 Pull Request 来改进这个库。

更新日志

v1.0.0

• 初始版本发布
• 支持基本的脊椎曲线模拟
• 面向对象设计
• 完整的 API 文档