15
2

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?

More than 1 year has passed since last update.

Typescriptとcanvas APIでクリスマスツリーを描く

Last updated at Posted at 2022-12-11

環境準備

Typescriptとcanvas APIでクリスマスツリーを描きましょう。

Typescriptがなかったらnpmでインストールしましょう:

npm install -g npm
npm install -g typescript

三つのファイルを作成しましょう

index.html
tree.ts
tsconfig.json

ファイル内容は以下の通りです。

index.html

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
  </head>
  <body>
    <canvas id="canvas" width="200" height="200"></canvas>

    <script src="./tree.js"></script>
  </body>
</html>

tsconfig.json

{
    "compilerOptions": {
        "target": "es5",
        "sourceMap": true,
        "lib": [
            "es5",
            "dom"
        ],
        "noUnusedLocals": true,
        "module": "commonjs"
    }
}

tree.js

const canvas = document.getElementById("canvas")  as HTMLCanvasElement | null;;
const ctx = canvas?.getContext("2d");

javascriptと比較して、型を定義する必要があることに注意してください。

同じディレクトリにあればtscコマンドでコンパイルできるかどうか試せます。

松の木を作成

さて、準備が完了したところで、さっそく木を描いていきましょう。
まず木とはどんなものでしょう?
基本的には緑の三角形が重なっているものです。

そして、枝もあります

interface Branch {
    height: number;
    centerPosition: number;
    offset: number; 
    color: string;
}

interface Trunk {
    height: number;
    width: number;
    color: string;
}

Treeクラスを作成する

class Tree {
    branch: Branch;
    trunk: Trunk;

    constructor() {
        this.branch = { 
            height: 50 * Math.cos(Math.PI / 6), 
            centerPosition: 100, 
            offset: 0,
            color: "green"
        }
        this.trunk = {
            color: "brown",
            width: 20,
            height: 20
        }
    }
}

三角形を作るには、ちょっとした計算が必要です。
二等辺三角形を作る必要があります。この計算は少し複雑ですが、2次元空間に3つの点が必要です。
ハードコード値として100を使用するので、木の幅は200pxになります。

draw_branch(ctx: CanvasRenderingContext2D) {
        ctx.beginPath();
        ctx.moveTo(this.branch.centerPosition - 100 + this.branch.offset, this.branch.centerPosition + 50 - this.branch.offset);
        ctx.lineTo(this.branch.centerPosition + 100 - this.branch.offset, this.branch.centerPosition + 50 - this.branch.offset);
        ctx.lineTo(this.branch.centerPosition, this.branch.centerPosition + 50 - this.branch.height - this.branch.offset);
        ctx.closePath();
        ctx.fillStyle = this.branch.color;
        ctx.fill();
    }

メソッドを呼び出して、その結果を見ることができます。

const tree = new Tree();

tree.draw_branch(ctx);

Screen Shot 2022-12-06 at 16.13.35.png

次に木は複数の枝を持つので、20ピクセルずつ5つのブランチを作成します。

draw_tree(ctx: CanvasRenderingContext2D) {
        for ( let n = 0; n < 5; n++ ) {
            this.branch.offset = n * 20;
            this.draw_branch(ctx);
        }
    }

木っぽくなってきましたね。
Screen Shot 2022-12-06 at 16.16.52.png

おっと、幹を書くのを忘れました。

draw_trunk(ctx: CanvasRenderingContext2D) {
        ctx.beginPath();
        ctx.rect(90, 150, this.trunk.width, this.trunk.height);
        ctx.closePath();
        ctx.fillStyle = this.trunk.color;
        ctx.fill();
    }

Screen Shot 2022-12-08 at 17.54.38.png

クリスマス・イルミネーションを作る

今はただの松の木ですが、クリスマスなのでクリスマスツリーにしていきましょう。
まずは、明かりを付けてみます。
光は基本的に小さな5pxの円です。

class Light {
    color: string;
    posX: number;
    posY: number;

    draw(ctx: CanvasRenderingContext2D) {
        ctx.beginPath();
        ctx.arc(this.posX, this.posY, 5, 0, 2 * Math.PI);
        ctx.closePath();
        ctx.fillStyle = this.color;
        ctx.fill();
    }

}

この円は、キャンバスの上にランダムに作ろうと思っています。背景色が木であることを確認してから、ランダムな色で光を表示する予定です。
forループで光量を制御することができます。現在、キャンバス全体に対して400個のランダムに生成されたライトを選択しています。
色名「green」は、htmlコードの「#008000」(rgb(0, 128, 0))に対応します。
そして、getImageDataメソッドを使って、現在のピクセルの色をチェックします。

const colors = ["red", "yellow", "cyan"];
function blink(){
    for(let i = 0; i < 400; i++){
        const randX = Math.floor(Math.random() * canvas.width); 
        const randY = Math.floor(Math.random() * canvas.height);
        const c = ctx.getImageData(randX, randY, 1, 1).data;

        if (c[0] === 0 && c[1] === 128 && c[2] === 0) {
            const light = new Light();
            light.color = colors[Math.floor(Math.random()*colors.length)];
            light.posX = randX;
            light.posY = randY;
            light.draw(ctx);
        }
    }
}

木にランダムに光を当てる
Screen Shot 2022-12-08 at 18.02.17.png

クリスマスツリーっぽくなりましたね。
最後にアニメーションをつけてみよう!
一番簡単な方法は、キャンバスをクリアして、もう一度すべてを描くことです。
キラキラさせるためにタイムアウトを100に設定する。

function mainLoop(): void {
    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    tree.draw_tree(ctx);
    window.setTimeout(mainLoop, 100);
    blink();
}

mainLoop();

ezgif-2-e809fb3b2b.gif

以下がすべてのコードになります。


interface Branch {
    height: number;
    centerPosition: number;
    offset: number; 
    color: string;
}

interface Trunk {
    height: number;
    width: number;
    color: string;
}

class Tree {
    branch: Branch;
    trunk: Trunk;

    constructor() {
        this.branch = { 
            height: 50 * Math.cos(Math.PI / 6), 
            centerPosition: 100, 
            offset: 0,
            color: "green"
        }
        this.trunk = {
            color: "brown",
            width: 20,
            height: 20
        }
    }

    draw_branch(ctx: CanvasRenderingContext2D) {
        ctx.beginPath();
        ctx.moveTo(this.branch.centerPosition - 100 + this.branch.offset, this.branch.centerPosition + 50 - this.branch.offset);
        ctx.lineTo(this.branch.centerPosition + 100 - this.branch.offset, this.branch.centerPosition + 50 - this.branch.offset);
        ctx.lineTo(this.branch.centerPosition, this.branch.centerPosition + 50 - this.branch.height - this.branch.offset);
        ctx.closePath();
        ctx.fillStyle = this.branch.color;
        ctx.fill();
    }

    draw_trunk(ctx: CanvasRenderingContext2D) {
        ctx.beginPath();
        ctx.rect(90, 150, this.trunk.width, this.trunk.height);
        ctx.closePath();
        ctx.fillStyle = this.trunk.color;
        ctx.fill();
    }

    draw_tree(ctx: CanvasRenderingContext2D) {
        for ( let n = 0; n < 5; n++ ) {
            this.branch.offset = n * 20;
            this.draw_branch(ctx);
        }
        this.draw_trunk(ctx);
    }

}

class Light {
    color: string;
    posX: number;
    posY: number;

    draw(ctx: CanvasRenderingContext2D) {
        ctx.beginPath();
        ctx.arc(this.posX, this.posY, 5, 0, 2 * Math.PI);
        ctx.closePath();
        ctx.fillStyle = this.color;
        ctx.fill();
    }

}

const canvas = document.getElementById("canvas")  as HTMLCanvasElement | null;
const ctx = canvas?.getContext("2d");
const colors = ["red", "yellow", "cyan"];
const tree = new Tree();

tree.draw_tree(ctx);

function blink(){
    for(let i = 0; i < 400; i++){
        const randX = Math.floor(Math.random() * canvas.width); 
        const randY = Math.floor(Math.random() * canvas.height);
        const c = ctx.getImageData(randX, randY, 1, 1).data;

        if (c[0] === 0 && c[1] === 128 && c[2] === 0) {
            const light = new Light();
            light.color = colors[Math.floor(Math.random()*colors.length)];
            light.posX = randX;
            light.posY = randY;
            light.draw(ctx);
        }
    }
}


function mainLoop(): void {
    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    tree.draw_tree(ctx);
    window.setTimeout(mainLoop, 100);
    blink();
}

mainLoop();

まとめ

クリスマスツリーを作る方法はいくつかありますが、今回紹介した方法は最も簡単で早い方法の一つだと思います。
興味があったら是非試してみてください。

それでは、メリークリスマス !

15
2
0

Register as a new user and use Qiita more conveniently

  1. You get articles that match your needs
  2. You can efficiently read back useful information
  3. You can use dark theme
What you can do with signing up
15
2

Delete article

Deleted articles cannot be recovered.

Draft of this article would be also deleted.

Are you sure you want to delete this article?