05A Caterpillar That Crawls by Bunching and Stretching
Joint gaps shrink and stretch in a wave running from tail to head, and floor friction that differs forward and backward turns that wriggle into forward motion.
Best forLoading character crawling along a progress bar
WAVE_DEPTHFRICTION_FWDFRICTION_BACK
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<canvas class="cf__canvas" data-role="canvas" width="480" height="300" role="img" aria-label="A caterpillar that chases the target by crawling on a wave of bunching and stretching."></canvas>
<button class="cf__pause" data-role="pause" type="button" aria-pressed="false">Pause</button>
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</main>@use "../../../../site/static/demo-tokens" as *;
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}
// 눌린 상태(멈춤) — 바탕과 글자색을 뒤집어 aria-pressed 가 눈에도 보이게
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}
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}
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}
// 상태 줄 — 지금 어떤 행동 중인지 글자로. 시연 중에는 aria-live off, 사람이 처음 손대면 polite
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}
// 동작 줄이기 — 장면은 스크립트가 쉬는 자세 한 장으로 멈춘다. 버튼도 떠오르지 않게
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}html, body {
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}(function () {
const root = document.getElementById("cf");
if (!root) return;
// 판 좌표 — 캔버스 안은 늘 480×300. 화면에 보이는 크기와 상관없이 계산은 이 좌표로 한다
const W = 480;
const H = 300;
const TAU = Math.PI * 2;
function clamp(v, lo, hi) { return v < lo ? lo : (v > hi ? hi : v); }
function lerp(a, b, k) { return a + (b - a) * k; }
function smooth(x) { const c = clamp(x, 0, 1); return c * c * (3 - 2 * c); }
// 각을 -π~π 로 접는다 — 두 방향의 차이를 잴 때 한 바퀴 넘어간 값을 되돌린다
function wrapAngle(a) {
let r = a;
while (r > Math.PI) {
r -= TAU;
}
while (r < -Math.PI) {
r += TAU;
}
return r;
}
// 따라가기 비율 — 1 − e^(−rate·dt). 프레임 시간이 달라도 1초에 같은 만큼 다가간다
function follow(rate, dt) { return 1 - Math.exp(-rate * dt); }
// 시드 고정 난수 — 같은 시드면 같은 흔들림·배치가 다시 나온다 (32비트 정수 섞기)
function makeRng(seed) {
let s = seed >>> 0;
return function () {
s = (s + 0x6d2b79f5) >>> 0;
let t = s;
t = Math.imul(t ^ (t >>> 15), t | 1);
t ^= t + Math.imul(t ^ (t >>> 7), t | 61);
return ((t ^ (t >>> 14)) >>> 0) / 4294967296;
};
}
// 1차원 값 노이즈 — 정수 자리마다 시드로 정한 값(-1~1)을 두고 사이는 부드러운 보간. 흔들림·배회 방향에 쓴다
const NOISE_TABLE = new Float32Array(256);
const noiseRng = makeRng(480);
for (let i = 0; i < 256; i += 1) {
NOISE_TABLE[i] = noiseRng() * 2 - 1;
}
function smoothNoise(x) {
const i = Math.floor(x);
const f = x - i;
const u = f * f * (3 - 2 * f);
return lerp(NOISE_TABLE[i & 255], NOISE_TABLE[(i + 1) & 255], u);
}
// 8자 길 — 가로로 한 번(sin θ), 세로로 두 번(sin 2θ) 흔들리는 점. 판 가운데를 지나는 두 고리를 period 초에 한 바퀴
function figureEight(t, ax, ay, period) {
const a = TAU * t / period;
return [W / 2 + ax * Math.sin(a), H / 2 + ay * Math.sin(2 * a)];
}
// 마디 사슬 — xs[0], ys[0] 이 머리. 머리를 옮긴 뒤 부르면 뒤 마디마다 「앞 마디에서 지금 자기 쪽으로 향한 방향 × gap」 자리로 끌어온다.
// 간격만 지키므로 마디는 늘지도 줄지도 않고, 몸은 머리가 지나간 길을 대충 따라 눕는다.
// maxBend 가 π 보다 작으면 이웃 두 토막이 꺾이는 각을 ±maxBend(라디안)로 자른다 — π 이상(예: Math.PI)이면 각 한계 없음.
// backAngle 은 머리 뒤쪽 방향(머리 진행 방향 + π). 숫자면 첫 토막도 그 방향을 기준으로 자른다, NaN 이면 첫 토막은 자유
function followChain(xs, ys, gap, maxBend, backAngle) {
const n = xs.length;
let prevAng = backAngle;
for (let i = 1; i < n; i += 1) {
let ang = Math.atan2(ys[i] - ys[i - 1], xs[i] - xs[i - 1]);
if (maxBend < Math.PI && !isNaN(prevAng)) {
const d = wrapAngle(ang - prevAng);
if (d > maxBend) {
ang = prevAng + maxBend;
}
else if (d < -maxBend) {
ang = prevAng - maxBend;
}
}
xs[i] = xs[i - 1] + Math.cos(ang) * gap;
ys[i] = ys[i - 1] + Math.sin(ang) * gap;
prevAng = ang;
}
}
// 마디 i 에서 머리 쪽을 향한 방향(라디안) — 양 끝은 이웃 한 토막, 가운데는 앞뒤 마디를 이은 방향
function jointAngle(xs, ys, i) {
const n = xs.length;
if (i <= 0) {
return Math.atan2(ys[0] - ys[1], xs[0] - xs[1]);
}
if (i >= n - 1) {
return Math.atan2(ys[n - 2] - ys[n - 1], xs[n - 2] - xs[n - 1]);
}
return Math.atan2(ys[i - 1] - ys[i + 1], xs[i - 1] - xs[i + 1]);
}
// 이웃 두 토막 사이 꺾인 각(라디안, 부호 있음) — 마디 i 앞 토막과 뒤 토막의 방향 차
function bendAt(xs, ys, i) {
const a = Math.atan2(ys[i] - ys[i - 1], xs[i] - xs[i - 1]);
const b = Math.atan2(ys[i + 1] - ys[i], xs[i + 1] - xs[i]);
return wrapAngle(b - a);
}
// 몸 윤곽 — 마디마다 방향의 법선(직각) 쪽으로 radii[i] 만큼 좌우로 민 점을 잇는다.
// 순서: 머리 왼쪽 → 왼쪽 옆구리를 따라 꼬리 → 꼬리 끝 → 오른쪽 옆구리를 따라 머리 → 머리 앞쪽 반원(HEAD_CAP_STEPS 조각). 닫힌 다각형, 점마다 x 와 y 를 차례로 넣은 한 줄 배열
const HEAD_CAP_STEPS = 6;
function bodyOutline(xs, ys, radii) {
const n = xs.length;
const pts = [];
for (let i = 0; i < n; i += 1) {
const a = jointAngle(xs, ys, i) + Math.PI / 2;
pts.push(xs[i] + Math.cos(a) * radii[i], ys[i] + Math.sin(a) * radii[i]);
}
const tailA = jointAngle(xs, ys, n - 1) + Math.PI;
pts.push(xs[n - 1] + Math.cos(tailA) * radii[n - 1], ys[n - 1] + Math.sin(tailA) * radii[n - 1]);
for (let i = n - 1; i >= 0; i -= 1) {
const a = jointAngle(xs, ys, i) - Math.PI / 2;
pts.push(xs[i] + Math.cos(a) * radii[i], ys[i] + Math.sin(a) * radii[i]);
}
const a0 = jointAngle(xs, ys, 0);
for (let k = 1; k < HEAD_CAP_STEPS; k += 1) {
const a = a0 - Math.PI / 2 + Math.PI * k / HEAD_CAP_STEPS;
pts.push(xs[0] + Math.cos(a) * radii[0], ys[0] + Math.sin(a) * radii[0]);
}
return pts;
}
// 몸이 스스로 겹친 정도 — 사슬에서 3칸 이상 떨어진 두 마디가 두 반지름 합보다 가까운 쌍의 수와 가장 가까운 거리
function selfOverlap(xs, ys, radii) {
const n = xs.length;
let count = 0;
let nearest = Infinity;
for (let i = 0; i < n; i += 1) {
for (let j = i + 3; j < n; j += 1) {
const d = Math.hypot(xs[i] - xs[j], ys[i] - ys[j]);
if (d < nearest) {
nearest = d;
}
if (d < radii[i] + radii[j]) {
count += 1;
}
}
}
return [count, nearest];
}
// 파스텔 팔레트 — 크림·옅은 민트 바탕 위에 파스텔 생물, 윤곽선과 그림자는 진한 잉크색으로 명도 차를 둔다
const PAPER = [251, 247, 238];
const PAPER_LOW = [222, 242, 234];
const INK = [58, 50, 74];
const CREAM = [255, 251, 242];
const CORAL = [244, 162, 144];
const LAVENDER = [188, 170, 236];
const BUTTER = [246, 222, 140];
const SAGE = [156, 204, 164];
const PINK = [244, 176, 200];
const SKY = [156, 204, 236];
function rgba(c, a) {
return 'rgba(' + Math.round(clamp(c[0], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[1], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[2], 0, 255)) + ',' + clamp(a, 0, 1).toFixed(3) + ')';
}
function shade(c, k) { return [c[0] * k, c[1] * k, c[2] * k]; }
const canvasEl = root.querySelector('[data-role="canvas"]');
const pauseEl = root.querySelector('[data-role="pause"]');
const ctxRaw = canvasEl ? canvasEl.getContext('2d') : null;
if (!canvasEl || !ctxRaw || !pauseEl) {
return;
}
const cv = canvasEl;
const ctx = ctxRaw;
const pauseBtn = pauseEl;
// 목표점(판 좌표)과 그 속도(px/초) — 8자 길 또는 포인터. 그리기에서 눈동자 방향·목표 표시에 쓴다
let tx = W / 2;
let ty = H / 2;
let tvx = 0;
let tvy = 0;
function fitCanvas() {
// 배율은 2 에서 자른다 — 배율 3 기기에서 화소가 2.25배로 늘어 프레임마다 일이 그만큼 커지지 않게
const dpr = Math.min(window.devicePixelRatio || 1, 2);
cv.width = Math.round(W * dpr);
cv.height = Math.round(H * dpr);
ctx.setTransform(dpr, 0, 0, dpr, 0, 0);
}
function clearStage(top, bottom) {
const g = ctx.createLinearGradient(0, 0, 0, H);
g.addColorStop(0, rgba(top, 1));
g.addColorStop(1, rgba(bottom, 1));
ctx.fillStyle = g;
ctx.fillRect(0, 0, W, H);
}
// 점들을 지나는 매끈한 닫힌 곡선 — 이웃 두 점의 가운데를 잇고 점 자체는 2차 곡선의 조절점으로 쓴다
function smoothClosed(pts) {
const n = pts.length / 2;
ctx.beginPath();
ctx.moveTo((pts[2 * (n - 1)] + pts[0]) / 2, (pts[2 * (n - 1) + 1] + pts[1]) / 2);
for (let i = 0; i < n; i += 1) {
const j = (i + 1) % n;
ctx.quadraticCurveTo(pts[2 * i], pts[2 * i + 1], (pts[2 * i] + pts[2 * j]) / 2, (pts[2 * i + 1] + pts[2 * j + 1]) / 2);
}
ctx.closePath();
}
function fillShape(pts, fill, line) {
smoothClosed(pts);
ctx.fillStyle = rgba(fill, 1);
ctx.fill();
if (line > 0) {
ctx.lineWidth = line;
ctx.lineJoin = 'round';
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 1);
ctx.stroke();
}
}
// 바닥 그림자 — 같은 윤곽을 (ox, oy) 만큼 밀어 옅은 잉크색으로
function dropShadow(pts, ox, oy, alpha) {
ctx.save();
ctx.translate(ox, oy);
smoothClosed(pts);
ctx.fillStyle = rgba(INK, alpha);
ctx.fill();
ctx.restore();
}
// 눈 — 흰자 위 눈동자를 (lookX, lookY) 쪽으로 반지름의 0.4 만큼 민다. open 0~1 은 위 눈꺼풀이 덮는 정도의 반대
function drawEye(x, y, r, lookX, lookY, open) {
const a = Math.atan2(lookY - y, lookX - x);
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, r, 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(CREAM, 1);
ctx.fill();
ctx.lineWidth = 1.5;
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 1);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.arc(x + Math.cos(a) * r * 0.4, y + Math.sin(a) * r * 0.4, r * 0.55, 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(INK, 1);
ctx.fill();
if (open < 1) {
ctx.save();
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, r + 0.5, 0, TAU);
ctx.clip();
ctx.fillStyle = rgba(INK, 0.85);
ctx.fillRect(x - r - 1, y - r - 1, 2 * r + 2, (2 * r + 2) * (1 - open));
ctx.restore();
}
}
// 목표 표시 — 잉크색 고리와 점. 생물이 무엇을 쫓는지 보이게
function drawTarget(x, y) {
// 동작 줄이기의 쉬는 자세에서는 포인터가 올라왔을 때만 보인다
if (still && !ptrOn) {
return;
}
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, 7, 0, TAU);
ctx.lineWidth = 2;
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 0.55);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, 2.5, 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(INK, 0.7);
ctx.fill();
}
// 05 애벌레 — 마디는 머리가 지나간 자취 위에 늘어서고, 자취를 따라 잰 자리 s[i](px)와 그 속도 u[i](px/초)만 계산한다.
// 토막 i(마디 i 와 i+1 사이)의 목표 간격이 꼬리에서 머리로 흐르는 사인 물결로 줄었다 늘고, 스프링(SPRING_K)이 간격을 그쪽으로 당긴다.
// 바닥 마찰은 앞으로 갈 때 FRICTION_FWD, 뒤로 밀릴 때 FRICTION_BACK(1/초) — 둘이 다르기 때문에 제자리 꿈틀거림이 전진이 된다
const CAT_JOINTS = 14;
const REST_GAP = 13;
// 물결 — 간격을 최대 WAVE_DEPTH 비율만큼 오므린다. 1초에 WAVE_SPEED 라디안, 이웃 토막 사이 위상차 WAVE_K 라디안
const WAVE_DEPTH = 0.5;
const WAVE_SPEED = 11;
const WAVE_K = 0.6;
// 토막 스프링 — 세기 SPRING_K(1/초²), 이웃 마디 속도 차에 거는 몸속 감쇠 SEG_DAMP(1/초)
const SPRING_K = 600;
const SEG_DAMP = 10;
const CRAWL_HZ = 120;
const FRICTION_FWD = 1.2;
const FRICTION_BACK = 28;
// 머리가 1초에 도는 각(라디안)
const CAT_TURN = 2.2;
// 굵기(px) — 간격이 줄면 부피를 지키듯 굵어진다: 반지름 = CAT_RADIUS × √(REST_GAP / 지금 간격)
const CAT_RADIUS = 16;
const PREWARM = 3;
function pathAt(t) { return figureEight(t, 160, 88, 12); }
const catS = new Float64Array(CAT_JOINTS);
const catU = new Float64Array(CAT_JOINTS);
const catF = new Float64Array(CAT_JOINTS);
const catX = new Float64Array(CAT_JOINTS);
const catY = new Float64Array(CAT_JOINTS);
const catR = new Float64Array(CAT_JOINTS);
// 자취 — 머리가 지나간 점(x, y)과 자취 시작부터 잰 길이. 꼬리 뒤로 한참 지난 점은 버린다
let trailX = [];
let trailY = [];
let trailS = [];
let catHeading = 0;
let wavePhase = 0;
let frictionBack = FRICTION_BACK;
// 기어갈 힘 0~1 — 머리가 목표에 ARRIVE_GAP(px) 안이면 물결을 줄여 멈춘다: clamp((거리 − ARRIVE_GAP) / 60, 0, 1)
const ARRIVE_GAP = 25;
let crawlDrive = 1;
// 자취 위 길이 s 자리를 마디 i 에 놓는다 — 두 자취 점 사이를 직선으로 보간
function trailAt(s, i) {
const n = trailS.length;
let lo = 0;
let hi = n - 1;
const v = clamp(s, trailS[0], trailS[n - 1]);
while (hi - lo > 1) {
const mid = (lo + hi) >> 1;
if (trailS[mid] <= v) {
lo = mid;
}
else {
hi = mid;
}
}
const span = trailS[hi] - trailS[lo] || 1;
const k = (v - trailS[lo]) / span;
catX[i] = lerp(trailX[lo], trailX[hi], k);
catY[i] = lerp(trailY[lo], trailY[hi], k);
}
function placeJoints() {
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
trailAt(catS[i], i);
}
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
const g = i < CAT_JOINTS - 1 ? catS[i] - catS[i + 1] : catS[i - 1] - catS[i];
catR[i] = CAT_RADIUS * clamp(Math.sqrt(REST_GAP / Math.max(1, g)), 0.85, 1.4) * (i === 0 ? 1.12 : 1);
}
}
function reset() {
const p = pathAt(0);
catHeading = 0;
wavePhase = 0;
trailX = [];
trailY = [];
trailS = [];
const len = (CAT_JOINTS + 4) * REST_GAP;
for (let s = 0; s <= len; s += 4) {
trailX.push(p[0] - 40 - len + s);
trailY.push(p[1]);
trailS.push(s);
}
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
catS[i] = len - i * REST_GAP;
catU[i] = 0;
}
placeJoints();
}
// 토막 i 의 목표 간격 — 위상 = wavePhase − (꼬리에서 센 토막 번호) × WAVE_K. 꼬리 토막이 먼저 오므리고 물결이 머리로 간다
function targetGap(i) {
const fromTail = CAT_JOINTS - 2 - i;
return REST_GAP * (1 - WAVE_DEPTH * crawlDrive * Math.max(0, Math.sin(wavePhase - fromTail * WAVE_K)));
}
function crawl(dt) {
wavePhase += WAVE_SPEED * dt;
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
catF[i] = 0;
}
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS - 1; i += 1) {
const pull = SPRING_K * ((catS[i] - catS[i + 1]) - targetGap(i)) + SEG_DAMP * (catU[i] - catU[i + 1]);
catF[i] -= pull;
catF[i + 1] += pull;
}
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
catU[i] += catF[i] * dt;
catU[i] *= Math.exp(-(catU[i] >= 0 ? FRICTION_FWD : frictionBack) * dt);
catS[i] += catU[i] * dt;
}
}
function update(dt, tx, ty, tvx, tvy) {
const n = trailS.length;
const hx = trailX[n - 1];
const hy = trailY[n - 1];
catHeading = wrapAngle(catHeading + clamp(wrapAngle(Math.atan2(ty - hy, tx - hx) - catHeading), -CAT_TURN * dt, CAT_TURN * dt));
crawlDrive = clamp((Math.hypot(tx - hx, ty - hy) - ARRIVE_GAP) / 60, 0, 1);
// 스프링이 단단해 한 번에 큰 dt 를 넣으면 튄다 — 1/CRAWL_HZ 초 이하 조각으로 나눠 계산한다
const pieces = Math.ceil(dt * CRAWL_HZ);
for (let p = 0; p < pieces; p += 1) {
crawl(dt / pieces);
}
// 머리가 자취 끝보다 앞섰으면 지금 머리 방향으로 자취를 늘린다
const ahead = catS[0] - trailS[n - 1];
if (ahead > 0) {
trailX.push(hx + Math.cos(catHeading) * ahead);
trailY.push(hy + Math.sin(catHeading) * ahead);
trailS.push(catS[0]);
}
while (trailS.length > 4 && trailS[1] < catS[CAT_JOINTS - 1] - 30) {
trailX.shift();
trailY.shift();
trailS.shift();
}
placeJoints();
}
// 쉬는 자세 — 자취를 완만한 S 자로 깔고 마디를 쉬는 간격으로 늘어놓는다
function restPose() {
trailX = [];
trailY = [];
trailS = [];
const len = (CAT_JOINTS - 1) * REST_GAP;
let s = 0;
let px = W / 2 - len * 0.5;
let py = H / 2;
for (let k = 0; k <= 80; k += 1) {
const x = W / 2 - len * 0.5 + len * 1.05 * k / 80;
const y = H / 2 + Math.sin(k / 80 * TAU) * 22;
if (k > 0) {
s += Math.hypot(x - px, y - py);
}
trailX.push(x);
trailY.push(y);
trailS.push(s);
px = x;
py = y;
}
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
catS[i] = s - i * REST_GAP;
catU[i] = 0;
}
catHeading = 0;
placeJoints();
}
function draw() {
clearStage(PAPER, PAPER_LOW);
// 그림자 — 마디 원마다 오른쪽 아래로 민 옅은 원
ctx.fillStyle = rgba(INK, 0.12);
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
ctx.beginPath();
ctx.arc(catX[i] + 4, catY[i] + 7, catR[i], 0, TAU);
ctx.fill();
}
// 다리 — 마디 양옆의 짧은 잉크 막대. 토막이 오므라든 만큼(쉬는 간격 대비) 바깥으로 더 뻗는다
ctx.lineCap = 'round';
ctx.lineWidth = 3;
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 1);
for (let i = 1; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
const a = jointAngle(catX, catY, i);
const g = i < CAT_JOINTS - 1 ? catS[i] - catS[i + 1] : REST_GAP;
const reach = catR[i] + 3 + 4 * clamp(1 - g / REST_GAP, 0, 1) / WAVE_DEPTH;
for (let s = -1; s <= 1; s += 2) {
const n = a + s * Math.PI / 2;
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(catX[i] + Math.cos(n) * catR[i] * 0.6, catY[i] + Math.sin(n) * catR[i] * 0.6);
ctx.lineTo(catX[i] + Math.cos(n) * reach, catY[i] + Math.sin(n) * reach);
ctx.stroke();
}
}
// 마디 — 꼬리부터 그려 머리 쪽 마디가 위에 오게. 세이지와 버터색 번갈아
for (let i = CAT_JOINTS - 1; i >= 0; i -= 1) {
ctx.beginPath();
ctx.arc(catX[i], catY[i], catR[i], 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(i === 0 ? CORAL : (i % 2 === 0 ? SAGE : BUTTER), 1);
ctx.fill();
ctx.lineWidth = 2.2;
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 1);
ctx.stroke();
}
// 더듬이 — 머리 앞쪽으로 두 가닥, 끝에 작은 공
const a0 = jointAngle(catX, catY, 0);
ctx.lineWidth = 2;
for (let s = -1; s <= 1; s += 2) {
const ax = catX[0] + Math.cos(a0 + s * 0.5) * (catR[0] + 9);
const ay = catY[0] + Math.sin(a0 + s * 0.5) * (catR[0] + 9);
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(catX[0] + Math.cos(a0 + s * 0.4) * catR[0] * 0.8, catY[0] + Math.sin(a0 + s * 0.4) * catR[0] * 0.8);
ctx.lineTo(ax, ay);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.arc(ax, ay, 2.6, 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(INK, 1);
ctx.fill();
drawEye(catX[0] + Math.cos(a0 + s * 0.75) * catR[0] * 0.5, catY[0] + Math.sin(a0 + s * 0.75) * catR[0] * 0.5, 4, tx, ty, 1);
}
drawTarget(tx, ty);
}
// 한 프레임에 넘기는 시간 상한(초) — 탭을 오래 숨겼다 돌아온 첫 프레임에도 50ms 까지만 계산에 넣는다
const DT_MAX = 0.05;
// 미리 돌리기 — 첫 장면을 그리기 전에 PREWARM 초를 1/60초 걸음으로 계산해 생물이 길 위에 자리 잡은 채 시작한다
const PREWARM_STEP = 1 / 60;
// 시연 시계(초) — 8자 길 위의 자리를 정한다
let simTime = 0;
// 포인터(판 좌표) — 판 위에 있으면 목표를 포인터 쪽으로 옮긴다. 떠나면 다시 8자 길로 서서히 돌아간다
let ptrX = W / 2;
let ptrY = H / 2;
let ptrOn = false;
let ptrBlend = 0;
let paused = false;
const reduceQuery = window.matchMedia('(prefers-reduced-motion: reduce)');
// 페이지를 연 채 동작 줄이기 설정을 바꿔도 change 리스너가 이 값을 다시 읽는다
let still = reduceQuery.matches;
// 자동 시연 중인가 — 사람이 처음 손대면 시연 표시를 떼고 알림 줄을 polite 로 켠다
let demo = root.classList.contains('is-demo');
// 리스너는 한 묶음으로 달고 정리할 때 한 번에 뗀다
const off = new AbortController();
function wake() {
if (!demo) {
return;
}
demo = false;
root.classList.remove('is-demo');
const live = root.querySelector('[aria-live]');
if (live) {
live.setAttribute('aria-live', 'polite');
}
}
// 목표 옮기기 — 8자 길 자리와 포인터 자리를 ptrBlend 비율로 섞고, 그 변화로 목표 속도를 잰다
function moveTarget(dt) {
const p = pathAt(simTime);
ptrBlend = lerp(ptrBlend, ptrOn ? 1 : 0, follow(4, dt));
const nx = lerp(p[0], ptrX, ptrBlend);
const ny = lerp(p[1], ptrY, ptrBlend);
if (dt > 0) {
tvx = lerp(tvx, (nx - tx) / dt, follow(12, dt));
tvy = lerp(tvy, (ny - ty) / dt, follow(12, dt));
}
tx = nx;
ty = ny;
}
function advance(dt) {
simTime += dt;
moveTarget(dt);
update(dt, tx, ty, tvx, tvy);
}
let rafId = 0;
let lastTs = -1;
function frame(ts) {
if (still || paused) {
rafId = 0;
return;
}
if (lastTs < 0) {
lastTs = ts;
}
const dt = Math.min((ts - lastTs) / 1000, DT_MAX);
lastTs = ts;
if (dt > 0) {
advance(dt);
}
draw();
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
function startLoop() {
if (rafId) {
return;
}
// 시계 다시 맞추기 — 멈췄던 사이의 시간을 첫 프레임 dt 로 넘기지 않는다
lastTs = -1;
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
function stopLoop() {
if (rafId) {
window.cancelAnimationFrame(rafId);
rafId = 0;
}
}
// 동작 줄이기 — 루프를 돌리지 않고 쉬는 자세 한 장면만 그린다
function showRest() {
stopLoop();
reset();
restPose();
draw();
}
function play() {
reset();
simTime = 0;
const p = pathAt(0);
tx = p[0];
ty = p[1];
tvx = 0;
tvy = 0;
for (let t = 0; t < PREWARM; t += PREWARM_STEP) {
advance(PREWARM_STEP);
}
draw();
if (!paused) {
startLoop();
}
}
function setPointer(ev) {
const r = cv.getBoundingClientRect();
ptrX = (ev.clientX - r.left) * W / Math.max(1, r.width);
ptrY = (ev.clientY - r.top) * H / Math.max(1, r.height);
ptrOn = true;
wake();
// 동작 줄이기에서도 입력은 화면에 남는다 — 쉬는 자세 그대로 눈과 목표 표시만 포인터 쪽으로 다시 그린다
if (still) {
tx = ptrX;
ty = ptrY;
draw();
}
}
cv.addEventListener('pointermove', setPointer, { signal: off.signal });
cv.addEventListener('pointerdown', setPointer, { signal: off.signal });
function leavePointer() { ptrOn = false; }
cv.addEventListener('pointerleave', leavePointer, { signal: off.signal });
cv.addEventListener('pointercancel', leavePointer, { signal: off.signal });
pauseBtn.addEventListener('click', function () {
paused = !paused;
pauseBtn.setAttribute('aria-pressed', paused ? 'true' : 'false');
wake();
if (paused) {
stopLoop();
}
else if (!still) {
startLoop();
}
}, { signal: off.signal });
// 탭이 숨으면 루프를 멈추고, 돌아오면 시계를 다시 맞춰 시작한다 — 숨은 동안의 몇 초가 한 프레임에 몰리지 않게
document.addEventListener('visibilitychange', function () {
if (document.hidden) {
stopLoop();
}
else if (!paused && !still) {
startLoop();
}
}, { signal: off.signal });
// 설정이 페이지를 연 채 바뀌면 — 켜지면 쉬는 자세로 멈추고, 꺼지면 시연을 처음부터
reduceQuery.addEventListener('change', function () {
still = reduceQuery.matches;
if (still) {
showRest();
}
else {
play();
}
}, { signal: off.signal });
window.addEventListener('resize', function () {
fitCanvas();
draw();
}, { signal: off.signal });
fitCanvas();
if (still) {
showRest();
}
else {
play();
}
return function () {
stopLoop();
off.abort();
};
})();// CaterpillarWaveCrawl - vanilla 판(05-creature-caterpillar-wave-crawl) 의 React 포트. 같은 계산을 useEffect 안에서 돌린다.
import { useEffect, useRef } from "react";
import styles from "./CaterpillarWaveCrawl.module.scss";
const cx = (s: string): string => s.split(" ").map((n) => styles[n] ?? n).join(" ");
export default function CaterpillarWaveCrawl() {
const rootRef = useRef<HTMLDivElement | null>(null);
useEffect(() => {
const rootEl = rootRef.current;
if (!rootEl) return;
const root: HTMLElement = rootEl;
type Pt = [number, number];
type RGB = [number, number, number];
// 판 좌표 — 캔버스 안은 늘 480×300. 화면에 보이는 크기와 상관없이 계산은 이 좌표로 한다
const W = 480;
const H = 300;
const TAU = Math.PI * 2;
function clamp(v: number, lo: number, hi: number): number { return v < lo ? lo : (v > hi ? hi : v); }
function lerp(a: number, b: number, k: number): number { return a + (b - a) * k; }
function smooth(x: number): number { const c = clamp(x, 0, 1); return c * c * (3 - 2 * c); }
// 각을 -π~π 로 접는다 — 두 방향의 차이를 잴 때 한 바퀴 넘어간 값을 되돌린다
function wrapAngle(a: number): number {
let r = a;
while (r > Math.PI) { r -= TAU; }
while (r < -Math.PI) { r += TAU; }
return r;
}
// 따라가기 비율 — 1 − e^(−rate·dt). 프레임 시간이 달라도 1초에 같은 만큼 다가간다
function follow(rate: number, dt: number): number { return 1 - Math.exp(-rate * dt); }
// 시드 고정 난수 — 같은 시드면 같은 흔들림·배치가 다시 나온다 (32비트 정수 섞기)
function makeRng(seed: number): () => number {
let s = seed >>> 0;
return function (): number {
s = (s + 0x6d2b79f5) >>> 0;
let t = s;
t = Math.imul(t ^ (t >>> 15), t | 1);
t ^= t + Math.imul(t ^ (t >>> 7), t | 61);
return ((t ^ (t >>> 14)) >>> 0) / 4294967296;
};
}
// 1차원 값 노이즈 — 정수 자리마다 시드로 정한 값(-1~1)을 두고 사이는 부드러운 보간. 흔들림·배회 방향에 쓴다
const NOISE_TABLE = new Float32Array(256);
const noiseRng = makeRng(480);
for (let i = 0; i < 256; i += 1) { NOISE_TABLE[i] = noiseRng() * 2 - 1; }
function smoothNoise(x: number): number {
const i = Math.floor(x);
const f = x - i;
const u = f * f * (3 - 2 * f);
return lerp(NOISE_TABLE[i & 255], NOISE_TABLE[(i + 1) & 255], u);
}
// 8자 길 — 가로로 한 번(sin θ), 세로로 두 번(sin 2θ) 흔들리는 점. 판 가운데를 지나는 두 고리를 period 초에 한 바퀴
function figureEight(t: number, ax: number, ay: number, period: number): Pt {
const a = TAU * t / period;
return [W / 2 + ax * Math.sin(a), H / 2 + ay * Math.sin(2 * a)];
}
// 마디 사슬 — xs[0], ys[0] 이 머리. 머리를 옮긴 뒤 부르면 뒤 마디마다 「앞 마디에서 지금 자기 쪽으로 향한 방향 × gap」 자리로 끌어온다.
// 간격만 지키므로 마디는 늘지도 줄지도 않고, 몸은 머리가 지나간 길을 대충 따라 눕는다.
// maxBend 가 π 보다 작으면 이웃 두 토막이 꺾이는 각을 ±maxBend(라디안)로 자른다 — π 이상(예: Math.PI)이면 각 한계 없음.
// backAngle 은 머리 뒤쪽 방향(머리 진행 방향 + π). 숫자면 첫 토막도 그 방향을 기준으로 자른다, NaN 이면 첫 토막은 자유
function followChain(xs: Float64Array, ys: Float64Array, gap: number, maxBend: number, backAngle: number): void {
const n = xs.length;
let prevAng = backAngle;
for (let i = 1; i < n; i += 1) {
let ang = Math.atan2(ys[i] - ys[i - 1], xs[i] - xs[i - 1]);
if (maxBend < Math.PI && !isNaN(prevAng)) {
const d = wrapAngle(ang - prevAng);
if (d > maxBend) { ang = prevAng + maxBend; } else if (d < -maxBend) { ang = prevAng - maxBend; }
}
xs[i] = xs[i - 1] + Math.cos(ang) * gap;
ys[i] = ys[i - 1] + Math.sin(ang) * gap;
prevAng = ang;
}
}
// 마디 i 에서 머리 쪽을 향한 방향(라디안) — 양 끝은 이웃 한 토막, 가운데는 앞뒤 마디를 이은 방향
function jointAngle(xs: Float64Array, ys: Float64Array, i: number): number {
const n = xs.length;
if (i <= 0) { return Math.atan2(ys[0] - ys[1], xs[0] - xs[1]); }
if (i >= n - 1) { return Math.atan2(ys[n - 2] - ys[n - 1], xs[n - 2] - xs[n - 1]); }
return Math.atan2(ys[i - 1] - ys[i + 1], xs[i - 1] - xs[i + 1]);
}
// 이웃 두 토막 사이 꺾인 각(라디안, 부호 있음) — 마디 i 앞 토막과 뒤 토막의 방향 차
function bendAt(xs: Float64Array, ys: Float64Array, i: number): number {
const a = Math.atan2(ys[i] - ys[i - 1], xs[i] - xs[i - 1]);
const b = Math.atan2(ys[i + 1] - ys[i], xs[i + 1] - xs[i]);
return wrapAngle(b - a);
}
// 몸 윤곽 — 마디마다 방향의 법선(직각) 쪽으로 radii[i] 만큼 좌우로 민 점을 잇는다.
// 순서: 머리 왼쪽 → 왼쪽 옆구리를 따라 꼬리 → 꼬리 끝 → 오른쪽 옆구리를 따라 머리 → 머리 앞쪽 반원(HEAD_CAP_STEPS 조각). 닫힌 다각형, 점마다 x 와 y 를 차례로 넣은 한 줄 배열
const HEAD_CAP_STEPS = 6;
function bodyOutline(xs: Float64Array, ys: Float64Array, radii: Float64Array): number[] {
const n = xs.length;
const pts: number[] = [];
for (let i = 0; i < n; i += 1) {
const a = jointAngle(xs, ys, i) + Math.PI / 2;
pts.push(xs[i] + Math.cos(a) * radii[i], ys[i] + Math.sin(a) * radii[i]);
}
const tailA = jointAngle(xs, ys, n - 1) + Math.PI;
pts.push(xs[n - 1] + Math.cos(tailA) * radii[n - 1], ys[n - 1] + Math.sin(tailA) * radii[n - 1]);
for (let i = n - 1; i >= 0; i -= 1) {
const a = jointAngle(xs, ys, i) - Math.PI / 2;
pts.push(xs[i] + Math.cos(a) * radii[i], ys[i] + Math.sin(a) * radii[i]);
}
const a0 = jointAngle(xs, ys, 0);
for (let k = 1; k < HEAD_CAP_STEPS; k += 1) {
const a = a0 - Math.PI / 2 + Math.PI * k / HEAD_CAP_STEPS;
pts.push(xs[0] + Math.cos(a) * radii[0], ys[0] + Math.sin(a) * radii[0]);
}
return pts;
}
// 몸이 스스로 겹친 정도 — 사슬에서 3칸 이상 떨어진 두 마디가 두 반지름 합보다 가까운 쌍의 수와 가장 가까운 거리
function selfOverlap(xs: Float64Array, ys: Float64Array, radii: Float64Array): [number, number] {
const n = xs.length;
let count = 0;
let nearest = Infinity;
for (let i = 0; i < n; i += 1) {
for (let j = i + 3; j < n; j += 1) {
const d = Math.hypot(xs[i] - xs[j], ys[i] - ys[j]);
if (d < nearest) { nearest = d; }
if (d < radii[i] + radii[j]) { count += 1; }
}
}
return [count, nearest];
}
// 파스텔 팔레트 — 크림·옅은 민트 바탕 위에 파스텔 생물, 윤곽선과 그림자는 진한 잉크색으로 명도 차를 둔다
const PAPER: RGB = [251, 247, 238];
const PAPER_LOW: RGB = [222, 242, 234];
const INK: RGB = [58, 50, 74];
const CREAM: RGB = [255, 251, 242];
const CORAL: RGB = [244, 162, 144];
const LAVENDER: RGB = [188, 170, 236];
const BUTTER: RGB = [246, 222, 140];
const SAGE: RGB = [156, 204, 164];
const PINK: RGB = [244, 176, 200];
const SKY: RGB = [156, 204, 236];
function rgba(c: RGB, a: number): string {
return 'rgba(' + Math.round(clamp(c[0], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[1], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[2], 0, 255)) + ',' + clamp(a, 0, 1).toFixed(3) + ')';
}
function shade(c: RGB, k: number): RGB { return [c[0] * k, c[1] * k, c[2] * k]; }
const canvasEl = root.querySelector('[data-role="canvas"]') as HTMLCanvasElement | null;
const pauseEl = root.querySelector('[data-role="pause"]') as HTMLButtonElement | null;
const ctxRaw = canvasEl ? canvasEl.getContext('2d') : null;
if (!canvasEl || !ctxRaw || !pauseEl) { return; }
const cv: HTMLCanvasElement = canvasEl;
const ctx: CanvasRenderingContext2D = ctxRaw;
const pauseBtn: HTMLButtonElement = pauseEl;
// 목표점(판 좌표)과 그 속도(px/초) — 8자 길 또는 포인터. 그리기에서 눈동자 방향·목표 표시에 쓴다
let tx = W / 2;
let ty = H / 2;
let tvx = 0;
let tvy = 0;
function fitCanvas(): void {
// 배율은 2 에서 자른다 — 배율 3 기기에서 화소가 2.25배로 늘어 프레임마다 일이 그만큼 커지지 않게
const dpr = Math.min(window.devicePixelRatio || 1, 2);
cv.width = Math.round(W * dpr);
cv.height = Math.round(H * dpr);
ctx.setTransform(dpr, 0, 0, dpr, 0, 0);
}
function clearStage(top: RGB, bottom: RGB): void {
const g = ctx.createLinearGradient(0, 0, 0, H);
g.addColorStop(0, rgba(top, 1));
g.addColorStop(1, rgba(bottom, 1));
ctx.fillStyle = g;
ctx.fillRect(0, 0, W, H);
}
// 점들을 지나는 매끈한 닫힌 곡선 — 이웃 두 점의 가운데를 잇고 점 자체는 2차 곡선의 조절점으로 쓴다
function smoothClosed(pts: number[]): void {
const n = pts.length / 2;
ctx.beginPath();
ctx.moveTo((pts[2 * (n - 1)] + pts[0]) / 2, (pts[2 * (n - 1) + 1] + pts[1]) / 2);
for (let i = 0; i < n; i += 1) {
const j = (i + 1) % n;
ctx.quadraticCurveTo(pts[2 * i], pts[2 * i + 1], (pts[2 * i] + pts[2 * j]) / 2, (pts[2 * i + 1] + pts[2 * j + 1]) / 2);
}
ctx.closePath();
}
function fillShape(pts: number[], fill: RGB, line: number): void {
smoothClosed(pts);
ctx.fillStyle = rgba(fill, 1);
ctx.fill();
if (line > 0) {
ctx.lineWidth = line;
ctx.lineJoin = 'round';
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 1);
ctx.stroke();
}
}
// 바닥 그림자 — 같은 윤곽을 (ox, oy) 만큼 밀어 옅은 잉크색으로
function dropShadow(pts: number[], ox: number, oy: number, alpha: number): void {
ctx.save();
ctx.translate(ox, oy);
smoothClosed(pts);
ctx.fillStyle = rgba(INK, alpha);
ctx.fill();
ctx.restore();
}
// 눈 — 흰자 위 눈동자를 (lookX, lookY) 쪽으로 반지름의 0.4 만큼 민다. open 0~1 은 위 눈꺼풀이 덮는 정도의 반대
function drawEye(x: number, y: number, r: number, lookX: number, lookY: number, open: number): void {
const a = Math.atan2(lookY - y, lookX - x);
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, r, 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(CREAM, 1);
ctx.fill();
ctx.lineWidth = 1.5;
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 1);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.arc(x + Math.cos(a) * r * 0.4, y + Math.sin(a) * r * 0.4, r * 0.55, 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(INK, 1);
ctx.fill();
if (open < 1) {
ctx.save();
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, r + 0.5, 0, TAU);
ctx.clip();
ctx.fillStyle = rgba(INK, 0.85);
ctx.fillRect(x - r - 1, y - r - 1, 2 * r + 2, (2 * r + 2) * (1 - open));
ctx.restore();
}
}
// 목표 표시 — 잉크색 고리와 점. 생물이 무엇을 쫓는지 보이게
function drawTarget(x: number, y: number): void {
// 동작 줄이기의 쉬는 자세에서는 포인터가 올라왔을 때만 보인다
if (still && !ptrOn) { return; }
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, 7, 0, TAU);
ctx.lineWidth = 2;
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 0.55);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.arc(x, y, 2.5, 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(INK, 0.7);
ctx.fill();
}
// 05 애벌레 — 마디는 머리가 지나간 자취 위에 늘어서고, 자취를 따라 잰 자리 s[i](px)와 그 속도 u[i](px/초)만 계산한다.
// 토막 i(마디 i 와 i+1 사이)의 목표 간격이 꼬리에서 머리로 흐르는 사인 물결로 줄었다 늘고, 스프링(SPRING_K)이 간격을 그쪽으로 당긴다.
// 바닥 마찰은 앞으로 갈 때 FRICTION_FWD, 뒤로 밀릴 때 FRICTION_BACK(1/초) — 둘이 다르기 때문에 제자리 꿈틀거림이 전진이 된다
const CAT_JOINTS = 14;
const REST_GAP = 13;
// 물결 — 간격을 최대 WAVE_DEPTH 비율만큼 오므린다. 1초에 WAVE_SPEED 라디안, 이웃 토막 사이 위상차 WAVE_K 라디안
const WAVE_DEPTH = 0.5;
const WAVE_SPEED = 11;
const WAVE_K = 0.6;
// 토막 스프링 — 세기 SPRING_K(1/초²), 이웃 마디 속도 차에 거는 몸속 감쇠 SEG_DAMP(1/초)
const SPRING_K = 600;
const SEG_DAMP = 10;
const CRAWL_HZ = 120;
const FRICTION_FWD = 1.2;
const FRICTION_BACK = 28;
// 머리가 1초에 도는 각(라디안)
const CAT_TURN = 2.2;
// 굵기(px) — 간격이 줄면 부피를 지키듯 굵어진다: 반지름 = CAT_RADIUS × √(REST_GAP / 지금 간격)
const CAT_RADIUS = 16;
const PREWARM = 3;
function pathAt(t: number): Pt { return figureEight(t, 160, 88, 12); }
const catS = new Float64Array(CAT_JOINTS);
const catU = new Float64Array(CAT_JOINTS);
const catF = new Float64Array(CAT_JOINTS);
const catX = new Float64Array(CAT_JOINTS);
const catY = new Float64Array(CAT_JOINTS);
const catR = new Float64Array(CAT_JOINTS);
// 자취 — 머리가 지나간 점(x, y)과 자취 시작부터 잰 길이. 꼬리 뒤로 한참 지난 점은 버린다
let trailX: number[] = [];
let trailY: number[] = [];
let trailS: number[] = [];
let catHeading = 0;
let wavePhase = 0;
let frictionBack = FRICTION_BACK;
// 기어갈 힘 0~1 — 머리가 목표에 ARRIVE_GAP(px) 안이면 물결을 줄여 멈춘다: clamp((거리 − ARRIVE_GAP) / 60, 0, 1)
const ARRIVE_GAP = 25;
let crawlDrive = 1;
// 자취 위 길이 s 자리를 마디 i 에 놓는다 — 두 자취 점 사이를 직선으로 보간
function trailAt(s: number, i: number): void {
const n = trailS.length;
let lo = 0;
let hi = n - 1;
const v = clamp(s, trailS[0], trailS[n - 1]);
while (hi - lo > 1) {
const mid = (lo + hi) >> 1;
if (trailS[mid] <= v) { lo = mid; } else { hi = mid; }
}
const span = trailS[hi] - trailS[lo] || 1;
const k = (v - trailS[lo]) / span;
catX[i] = lerp(trailX[lo], trailX[hi], k);
catY[i] = lerp(trailY[lo], trailY[hi], k);
}
function placeJoints(): void {
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) { trailAt(catS[i], i); }
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
const g = i < CAT_JOINTS - 1 ? catS[i] - catS[i + 1] : catS[i - 1] - catS[i];
catR[i] = CAT_RADIUS * clamp(Math.sqrt(REST_GAP / Math.max(1, g)), 0.85, 1.4) * (i === 0 ? 1.12 : 1);
}
}
function reset(): void {
const p = pathAt(0);
catHeading = 0;
wavePhase = 0;
trailX = [];
trailY = [];
trailS = [];
const len = (CAT_JOINTS + 4) * REST_GAP;
for (let s = 0; s <= len; s += 4) {
trailX.push(p[0] - 40 - len + s);
trailY.push(p[1]);
trailS.push(s);
}
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
catS[i] = len - i * REST_GAP;
catU[i] = 0;
}
placeJoints();
}
// 토막 i 의 목표 간격 — 위상 = wavePhase − (꼬리에서 센 토막 번호) × WAVE_K. 꼬리 토막이 먼저 오므리고 물결이 머리로 간다
function targetGap(i: number): number {
const fromTail = CAT_JOINTS - 2 - i;
return REST_GAP * (1 - WAVE_DEPTH * crawlDrive * Math.max(0, Math.sin(wavePhase - fromTail * WAVE_K)));
}
function crawl(dt: number): void {
wavePhase += WAVE_SPEED * dt;
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) { catF[i] = 0; }
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS - 1; i += 1) {
const pull = SPRING_K * ((catS[i] - catS[i + 1]) - targetGap(i)) + SEG_DAMP * (catU[i] - catU[i + 1]);
catF[i] -= pull;
catF[i + 1] += pull;
}
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
catU[i] += catF[i] * dt;
catU[i] *= Math.exp(-(catU[i] >= 0 ? FRICTION_FWD : frictionBack) * dt);
catS[i] += catU[i] * dt;
}
}
function update(dt: number, tx: number, ty: number, tvx: number, tvy: number): void {
const n = trailS.length;
const hx = trailX[n - 1];
const hy = trailY[n - 1];
catHeading = wrapAngle(catHeading + clamp(wrapAngle(Math.atan2(ty - hy, tx - hx) - catHeading), -CAT_TURN * dt, CAT_TURN * dt));
crawlDrive = clamp((Math.hypot(tx - hx, ty - hy) - ARRIVE_GAP) / 60, 0, 1);
// 스프링이 단단해 한 번에 큰 dt 를 넣으면 튄다 — 1/CRAWL_HZ 초 이하 조각으로 나눠 계산한다
const pieces = Math.ceil(dt * CRAWL_HZ);
for (let p = 0; p < pieces; p += 1) { crawl(dt / pieces); }
// 머리가 자취 끝보다 앞섰으면 지금 머리 방향으로 자취를 늘린다
const ahead = catS[0] - trailS[n - 1];
if (ahead > 0) {
trailX.push(hx + Math.cos(catHeading) * ahead);
trailY.push(hy + Math.sin(catHeading) * ahead);
trailS.push(catS[0]);
}
while (trailS.length > 4 && trailS[1] < catS[CAT_JOINTS - 1] - 30) {
trailX.shift();
trailY.shift();
trailS.shift();
}
placeJoints();
}
// 쉬는 자세 — 자취를 완만한 S 자로 깔고 마디를 쉬는 간격으로 늘어놓는다
function restPose(): void {
trailX = [];
trailY = [];
trailS = [];
const len = (CAT_JOINTS - 1) * REST_GAP;
let s = 0;
let px = W / 2 - len * 0.5;
let py = H / 2;
for (let k = 0; k <= 80; k += 1) {
const x = W / 2 - len * 0.5 + len * 1.05 * k / 80;
const y = H / 2 + Math.sin(k / 80 * TAU) * 22;
if (k > 0) { s += Math.hypot(x - px, y - py); }
trailX.push(x);
trailY.push(y);
trailS.push(s);
px = x;
py = y;
}
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
catS[i] = s - i * REST_GAP;
catU[i] = 0;
}
catHeading = 0;
placeJoints();
}
function draw(): void {
clearStage(PAPER, PAPER_LOW);
// 그림자 — 마디 원마다 오른쪽 아래로 민 옅은 원
ctx.fillStyle = rgba(INK, 0.12);
for (let i = 0; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
ctx.beginPath();
ctx.arc(catX[i] + 4, catY[i] + 7, catR[i], 0, TAU);
ctx.fill();
}
// 다리 — 마디 양옆의 짧은 잉크 막대. 토막이 오므라든 만큼(쉬는 간격 대비) 바깥으로 더 뻗는다
ctx.lineCap = 'round';
ctx.lineWidth = 3;
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 1);
for (let i = 1; i < CAT_JOINTS; i += 1) {
const a = jointAngle(catX, catY, i);
const g = i < CAT_JOINTS - 1 ? catS[i] - catS[i + 1] : REST_GAP;
const reach = catR[i] + 3 + 4 * clamp(1 - g / REST_GAP, 0, 1) / WAVE_DEPTH;
for (let s = -1; s <= 1; s += 2) {
const n = a + s * Math.PI / 2;
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(catX[i] + Math.cos(n) * catR[i] * 0.6, catY[i] + Math.sin(n) * catR[i] * 0.6);
ctx.lineTo(catX[i] + Math.cos(n) * reach, catY[i] + Math.sin(n) * reach);
ctx.stroke();
}
}
// 마디 — 꼬리부터 그려 머리 쪽 마디가 위에 오게. 세이지와 버터색 번갈아
for (let i = CAT_JOINTS - 1; i >= 0; i -= 1) {
ctx.beginPath();
ctx.arc(catX[i], catY[i], catR[i], 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(i === 0 ? CORAL : (i % 2 === 0 ? SAGE : BUTTER), 1);
ctx.fill();
ctx.lineWidth = 2.2;
ctx.strokeStyle = rgba(INK, 1);
ctx.stroke();
}
// 더듬이 — 머리 앞쪽으로 두 가닥, 끝에 작은 공
const a0 = jointAngle(catX, catY, 0);
ctx.lineWidth = 2;
for (let s = -1; s <= 1; s += 2) {
const ax = catX[0] + Math.cos(a0 + s * 0.5) * (catR[0] + 9);
const ay = catY[0] + Math.sin(a0 + s * 0.5) * (catR[0] + 9);
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(catX[0] + Math.cos(a0 + s * 0.4) * catR[0] * 0.8, catY[0] + Math.sin(a0 + s * 0.4) * catR[0] * 0.8);
ctx.lineTo(ax, ay);
ctx.stroke();
ctx.beginPath();
ctx.arc(ax, ay, 2.6, 0, TAU);
ctx.fillStyle = rgba(INK, 1);
ctx.fill();
drawEye(catX[0] + Math.cos(a0 + s * 0.75) * catR[0] * 0.5, catY[0] + Math.sin(a0 + s * 0.75) * catR[0] * 0.5, 4, tx, ty, 1);
}
drawTarget(tx, ty);
}
// 한 프레임에 넘기는 시간 상한(초) — 탭을 오래 숨겼다 돌아온 첫 프레임에도 50ms 까지만 계산에 넣는다
const DT_MAX = 0.05;
// 미리 돌리기 — 첫 장면을 그리기 전에 PREWARM 초를 1/60초 걸음으로 계산해 생물이 길 위에 자리 잡은 채 시작한다
const PREWARM_STEP = 1 / 60;
// 시연 시계(초) — 8자 길 위의 자리를 정한다
let simTime = 0;
// 포인터(판 좌표) — 판 위에 있으면 목표를 포인터 쪽으로 옮긴다. 떠나면 다시 8자 길로 서서히 돌아간다
let ptrX = W / 2;
let ptrY = H / 2;
let ptrOn = false;
let ptrBlend = 0;
let paused = false;
const reduceQuery = window.matchMedia('(prefers-reduced-motion: reduce)');
// 페이지를 연 채 동작 줄이기 설정을 바꿔도 change 리스너가 이 값을 다시 읽는다
let still = reduceQuery.matches;
// 자동 시연 중인가 — 사람이 처음 손대면 시연 표시를 떼고 알림 줄을 polite 로 켠다
let demo = root.classList.contains('is-demo');
// 리스너는 한 묶음으로 달고 정리할 때 한 번에 뗀다
const off = new AbortController();
function wake(): void {
if (!demo) { return; }
demo = false;
root.classList.remove('is-demo');
const live = root.querySelector('[aria-live]');
if (live) { live.setAttribute('aria-live', 'polite'); }
}
// 목표 옮기기 — 8자 길 자리와 포인터 자리를 ptrBlend 비율로 섞고, 그 변화로 목표 속도를 잰다
function moveTarget(dt: number): void {
const p = pathAt(simTime);
ptrBlend = lerp(ptrBlend, ptrOn ? 1 : 0, follow(4, dt));
const nx = lerp(p[0], ptrX, ptrBlend);
const ny = lerp(p[1], ptrY, ptrBlend);
if (dt > 0) {
tvx = lerp(tvx, (nx - tx) / dt, follow(12, dt));
tvy = lerp(tvy, (ny - ty) / dt, follow(12, dt));
}
tx = nx;
ty = ny;
}
function advance(dt: number): void {
simTime += dt;
moveTarget(dt);
update(dt, tx, ty, tvx, tvy);
}
let rafId = 0;
let lastTs = -1;
function frame(ts: number): void {
if (still || paused) { rafId = 0; return; }
if (lastTs < 0) { lastTs = ts; }
const dt = Math.min((ts - lastTs) / 1000, DT_MAX);
lastTs = ts;
if (dt > 0) { advance(dt); }
draw();
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
function startLoop(): void {
if (rafId) { return; }
// 시계 다시 맞추기 — 멈췄던 사이의 시간을 첫 프레임 dt 로 넘기지 않는다
lastTs = -1;
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
function stopLoop(): void {
if (rafId) { window.cancelAnimationFrame(rafId); rafId = 0; }
}
// 동작 줄이기 — 루프를 돌리지 않고 쉬는 자세 한 장면만 그린다
function showRest(): void {
stopLoop();
reset();
restPose();
draw();
}
function play(): void {
reset();
simTime = 0;
const p = pathAt(0);
tx = p[0];
ty = p[1];
tvx = 0;
tvy = 0;
for (let t = 0; t < PREWARM; t += PREWARM_STEP) { advance(PREWARM_STEP); }
draw();
if (!paused) { startLoop(); }
}
function setPointer(ev: PointerEvent): void {
const r = cv.getBoundingClientRect();
ptrX = (ev.clientX - r.left) * W / Math.max(1, r.width);
ptrY = (ev.clientY - r.top) * H / Math.max(1, r.height);
ptrOn = true;
wake();
// 동작 줄이기에서도 입력은 화면에 남는다 — 쉬는 자세 그대로 눈과 목표 표시만 포인터 쪽으로 다시 그린다
if (still) {
tx = ptrX;
ty = ptrY;
draw();
}
}
cv.addEventListener('pointermove', setPointer, { signal: off.signal });
cv.addEventListener('pointerdown', setPointer, { signal: off.signal });
function leavePointer(): void { ptrOn = false; }
cv.addEventListener('pointerleave', leavePointer, { signal: off.signal });
cv.addEventListener('pointercancel', leavePointer, { signal: off.signal });
pauseBtn.addEventListener('click', function (): void {
paused = !paused;
pauseBtn.setAttribute('aria-pressed', paused ? 'true' : 'false');
wake();
if (paused) { stopLoop(); } else if (!still) { startLoop(); }
}, { signal: off.signal });
// 탭이 숨으면 루프를 멈추고, 돌아오면 시계를 다시 맞춰 시작한다 — 숨은 동안의 몇 초가 한 프레임에 몰리지 않게
document.addEventListener('visibilitychange', function (): void {
if (document.hidden) { stopLoop(); } else if (!paused && !still) { startLoop(); }
}, { signal: off.signal });
// 설정이 페이지를 연 채 바뀌면 — 켜지면 쉬는 자세로 멈추고, 꺼지면 시연을 처음부터
reduceQuery.addEventListener('change', function (): void {
still = reduceQuery.matches;
if (still) { showRest(); } else { play(); }
}, { signal: off.signal });
window.addEventListener('resize', function (): void {
fitCanvas();
draw();
}, { signal: off.signal });
fitCanvas();
if (still) { showRest(); } else { play(); }
return function (): void {
stopLoop();
off.abort();
};
}, []);
return (
<div className={cx("cf") + " is-demo"} ref={rootRef}>
<canvas className={cx("cf__canvas")} data-role="canvas" width={480} height={300} role="img" aria-label="몸을 오므렸다 펴는 물결로 기어가며 목표점을 쫓는 애벌레."></canvas>
<button className={cx("cf__pause")} data-role="pause" type="button" aria-pressed="false">{'일시정지'}</button>
</div>
);
}05 A Caterpillar That Crawls by Bunching and Stretching — Measured area 9.641% · moving frames 23/23Original by GODRICH · SCSS and React ship in the zip · Cursor Follow Animation: 9 Procedural Creatures
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