威海网站建设：用物理引擎（如Box2D）开发交互式力学实验威海网页

如下是一份使用 Box2D（或类似物理引擎）开发交互式力学实验威海网页的详细指南：

一、技术选型

1. 物理引擎：

   • Planck.js（推荐）：Box2D 的现代 JavaScript 移植版，API 简洁。
   • Box2DWeb：经典版本，但维护较少。
   • Matter.js：轻量级引擎，适合简单实验。

2. 渲染方式：

   • HTML5 Canvas：高性能渲染，适合复杂物理场景。
   • SVG：适合简单的矢量图形，但性能较低。
   • Three.js：若需 3D 效果（需额外配置）。

3. 辅助工具：

   • dat.GUI：用于参数调试的可以视化控制面板。
   • Stats.js：监控页面性能。

二、开发步骤

1. 初始化物理世界

// 使用 Planck.js 初始化世界
const world = planck.World(planck.Vec2(0, 9.8)); // 模拟重力

// 创建静态地面
const ground = world.createBody();
ground.createFixture(planck.Edge(planck.Vec2(-50, 20), planck.Vec2(50, 20)));

2. 渲染引擎与物理引擎绑定

const canvas = document.getElementById('canvas');
const ctx = canvas.getContext('2d');
const scale = 20; // 1米 = 20像素

function render() {
    // 物理世界更新
    world.step(1/60);
    
    // 清空画布
    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    
    // 遍历物体并绘制
    for (let body = world.getBodyList(); body; body = body.getNext()) {
        const pos = body.getPosition();
        ctx.fillStyle = '#FF0000';
        ctx.beginPath();
        ctx.arc(pos.x * scale, pos.y * scale, 10, 0, 2 * Math.PI);
        ctx.fill();
    }
    
    requestAnimationFrame(render);
}
render();

3. 实现交互功能

• 拖拽物体：

  let selectedBody = null;
  canvas.addEventListener('mousedown', (e) => {
      const mousePos = { 
          x: e.offsetX / scale, 
          y: e.offsetY / scale 
      };
      // 检测点击的物体
      world.queryPoint(mousePos, (fixture) => {
          selectedBody = fixture.getBody();
          return false; // 只检测第一个物体
      });
  });
  
  canvas.addEventListener('mousemove', (e) => {
      if (selectedBody) {
          selectedBody.setPosition({
              x: e.offsetX / scale,
              y: e.offsetY / scale
          });
      }
  });
  

4. 添加实验组件

• 弹簧系统：

  const bodyA = world.createBody({ type: 'dynamic' });
  // ...创建夹具和形状...
  
  const bodyB = world.createBody({ type: 'dynamic' });
  
  // 创建弹簧关节
  const joint = world.createJoint(planck.DistanceJoint({
      frequencyHz: 2, // 弹性系数
      dampingRatio: 0.5
  }, bodyA, bodyB));
  

5. 参数控制面板

const gui = new dat.GUI();
const params = { gravity: 9.8, elasticity: 0.5 };

gui.add(params, 'gravity', 0, 20).onChange(val => {
    world.setGravity(planck.Vec2(0, val));
});

gui.add(params, 'elasticity', 0, 1).onChange(val => {
    // 遍历物体更新弹性
});

三、示例实验设计

1. 自由落体与碰撞：不同质量/形状物体的下落实验。
2. 斜面运动：调整角度观察加速度变化。
3. 动量守恒：通过滑块控制碰撞物体的质量和速度。
4. 行星模拟：万有引力与轨道运动。

四、优化与部署

1. 性能优化：

   • 限制物理迭代次数 (world.step(timeStep, velocityIterations, positionIterations))
   • 使用 Web Workers 分离物理计算与渲染线程

2. 移动端适配：

   canvas { touch-action: none; } /* 禁用默认手势 */
   

3. 部署：

   • 静态文件托管（Netlify/Vercel）
   • 添加加载动画和错误处理

五、完整示例代码

访问 CodePen 示例 查看完整代码。

通过以上步骤，您可以以快速构建出可以交互的物理实验威海网页，适用于教育、科研或游戏开发场景。建议从简单实验开始，逐步增加复杂度。