Canvas 繪製風向動畫

alex2wong發表於2017-12-28

拿到一張UV風速圖

其實資料是來源於NOAA 的Grid 格點風力資料,解析度是1度,全球共360*180 個格點 (總計64,800個). 那麼就我之前的瞭解,風力資料一般都是分為U/V 兩個方向,包括NetCDF 資料也是,座標資訊是隱含在grid 的索引中,風力記錄在了 U/ V 兩個垂直的方向.

把水平U 方向的風力和 垂直V 方向的風力數值分別作為 RGB波段的 R,G 兩個數值,合成一張png就如圖所示。

由於我沒有采用官網的資料下載API,所以沒有拿到原始的json 資料,只拿到一張png,所以無法反演出 U/V 數值的符號,只有正值. 所以最後渲染出來只有第一象限的風向,當然作為演示應該沒問題。

2016112000 UV風力圖

根據UV 圖提取出每個格點的
tmpCanvas.width = windImage.width;
    tmpCanvas.height = windImage.height;
    tmpCtx.drawImage(windImage, 0, 0);
    // imageData.data.length: width*height*4
    let imageData = tmpCtx.getImageData(0, 0, tmpCanvas.width, tmpCanvas.height),
        dataLength = imageData.data.byteLength;
    if (compressRatio == undefined || (compressRatio !== undefined && compressRatio < 1)) {
        console.warn("Input compressRatio invalid, use default 1.");
        compressRatio = 1;
    }
for (let i=1;i<tmpCanvas.height-1;i+=compressRatio) {
        // i:0~180, j:0~360
        for (let j=0;j<tmpCanvas.width;j+=compressRatio) {
            let particle = {
                'lon': -180 + j,
                'lat': -90 + i,
            };
            let uIndex = (i * 360 + j) * 4, vIndex = uIndex + 1;
            let uVal = imageData.data[uIndex], vVal = imageData.data[vIndex],
              // 根據UV計算風力,和風向.
                windPow = Math.pow(uVal, 2) + Math.pow(vVal, 2),
                angle = Number(Math.atan(vVal/uVal).toFixed(2)),
                color = 'rgba('+ (windPow/255).toFixed(0) + ', 255, 100, 0.7)';
            // return geojson dataSource for mapboxgl.vector layer.
            if (geojson) {
                particle = { "type": "Feature", 
                    "properties": {
                        "angle": angle,
                        "color": color
                    },
                    "geometry": {
                        "type": "Point",
                        "coordinates": [-180 + j, -90 + i]
                    }
                }
                features.push(particle);
            } else {
                // 如果不用geojson 的資料,就用自定義的canvas 去渲染,為了動畫方便,我們採用這種方式.
                particle.color = color;
                particle.angle = angle;
                particle.radius = radius;
                particles.push(particle);
            }
        }
    }
複製程式碼

Canvas 渲染風向

當解析出這麼多點之後,就可以開始寫渲染的函式了,可以用mapbox 原生的 fill layer 來做渲染(基於webgl,效率更高)。但是為了方便動畫,這裡就採用自己之前寫的動畫控制器Alex.myTween 和 CanvasOverLayer 擴充套件來渲染

// genWindTarget 函式其實就是根據風向來模擬一個風粒子的動畫效果,產生動畫的目標物件,Alex.myTween為根據source 和target 自動計算中間座標和狀態.

objs = windlayer.particles; targets = genWindTarget(objs);
// calc targets depend on its angle, use 6 degree as dist.
Alex.myTween.get(objs).to(targets, 8000, windlayer.redraw);
map.on('moveend', function(){
    windlayer.redraw(objs);
});

複製程式碼

渲染的效果如下圖:

對於

其實就是做起來好玩,這個專案起源於對動畫的實驗,API全部採用ES6 + webpack,為了自己寫起來方便,採用的給mapbox 疊加自定義CanvasOverlayer的形式 來快速開發自己想要的效果。之後還是打算切換到 webgl,畢竟那個效率才高。 專案中還有些 其他外掛,歡迎大家把玩,提issue

昨天剛更新的將 Chart.js 整合到地圖的dom 疊加層,直接配置外掛中的domOverlay 即可,簡單好用。

Mapbox plugin 專案示例

專案地址 : https://github.com/alex2wong/mapbox-plugins

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