幾個月前，JS1k游戲制作節（JS1K game jam）傳出不再舉辦消息后，許多游戲迷開始哀嚎。
Frank Force 也是其中一位，但他還有另一層身份——一位德克薩斯州奧斯汀的獨立游戲設計師。Frank Force 在游戲行業工作了20年，參與過9款主流游戲、47個獨立游戲的設計。在聽到這個消息后，他馬上和其他開發朋友討論了這個問題，并決定做點什么為此紀念。
在此期間，他們受到三重因素的啟發。一是賽車游戲，包括懷舊向的80年代賽車游戲，他們在非常早期的硬件上推動實時 3D 圖形，所以作者沿用了相同的技術，用純 JavaScript 從頭開始實現做 3D 圖形和物理引擎；還有一些現代賽車游戲帶來了視覺設計的靈感，比如《Distance》和《Lonely Mountains: Downhill》；二是之前 Jake Gordon 用 JavaScript 創建一個虛擬3D賽車的項目，并分享了代碼；三是 Chris Glover 曾經做過一款小到只有 1KB 的 JS1k 賽車游戲《Moto1kross by Chris Glover》。
于是 Frank 和他的朋友們決定做一個壓縮后只有 2KB 的 3D 賽車游戲。2KB 到底有多小呢？提供一個參考，一個3.5英寸軟盤可以容納700多個這樣的游戲。
他給這個游戲取名 Hue Jumper。關于名字的由來，Frank 表示，游戲的核心操作是移動。當玩家通過一個關卡時，游戲世界就會換一個顏色色調。“在我想象中，每通過過一個關卡，玩家都會跳轉到另一個維度，有著完全不同的色調。”
做完這個游戲后，Frank 將包含了游戲的全部 JavaScript 代碼都發布在他的個人博客上，其中用到的軟件主要也是免費或開源軟件的。游戲代碼發布在CodePen，可以在 iframe 中試玩，有興趣的朋友可以去看看。
以下是原博內容，AI源創評論進行了不改變原意的編譯：
因為嚴格的大小限制，我需要非常仔細對待我的程序。我的總體策略是盡可能保持一切簡單，為最終目標服務。
為了幫助壓縮代碼，我使用了 Google Closure Compiler，它刪除了所有空格，將變量重命名為1個字母字符，并進行了一些輕量級優化。
用戶可以通過 Google Closure Compiler 官網在線跑代碼。不幸的是，Closure Compiler 做了一些沒有幫助的事情，比如替換模板字符串、默認參數和其他幫助節省空間的ES6特性。所以我需要手動撤銷其中一些事情，并執行一些更“危險”的壓縮技術來擠出最后一個字節空間。在壓縮方面，這不算很成功，大部分擠出的空間來自代碼本身的結構優化。
代碼需要壓縮到2KB。如果不是非要這么做不可，有一個類似的但功能沒那么強的工具叫做 RegPack 。
無論哪種方式，策略都是一樣的：盡最大可能重復代碼，然后用壓縮工具壓縮。最好的例子是 c.width，c.height和 Math。因此，在閱讀這段代碼時，請記住，你經常會看到我不斷重復一些東西，最終目的就是為了壓縮。
其實我的游戲很少使用 html ，因為它主要用到的是 JavaScript 。但這是創建全屏畫布 Canvas ，也能將畫布 Canvas 設為窗口內部大小的代碼最小方法。我不知道為什么在 CodePen 上有必要添加 overflow:hiddento the body，當直接打開時按理說也可以運行。
我將 JavaScript 封裝在一個 onload 調用，得到了一個更小的最終版本… 但是，在開發過程中，我不喜歡用這個壓縮設置，因為代碼存儲在一個字符串中，所以編輯器不能正確地高亮顯示語法。
有許多常量在各方面控制著游戲。當代碼被 Google Closure 這樣的工具縮小時，這些常量將被替換，就像 C++ 中的 #define 一樣，把它們放在第一位會加快游戲微調的過程。
// draw settings
const context = c.getContext`2d`; // canvas context
const drawDistance = 800; // how far ahead to draw
const cameraDepth = 1; // FOV of camera
const segmentLength = 100; // length of each road segment
const roadWidth = 500; // how wide is road
const curbWidth = 150; // with of warning track
const dashLineWidth = 9; // width of the dashed line
const maxPlayerX = 2e3; // limit player offset
const mountainCount = 30; // how many mountains are there
const timeDelta = 1/60; // inverse frame rate
const PI = Math.PI; // shorthand for Math.PI
// player settings
const height = 150; // high of player above ground
const maxSpeed = 300; // limit max player speed
const playerAccel = 1; // player forward acceleration
const playerBrake = -3; // player breaking acceleration
const turnControl = .2; // player turning rate
const jumpAccel = 25; // z speed added for jump
const springConstant = .01; // spring players pitch
const collisionSlow = .1; // slow down from collisions
const pitchLerp = .1; // rate camera pitch changes
const pitchSpringDamp = .9; // dampen the pitch spring
const elasticity = 1.2; // bounce elasticity
const centrifugal = .002; // how much turns pull player
const forwardDamp = .999; // dampen player z speed
const lateralDamp = .7; // dampen player x speed
const offRoadDamp = .98; // more damping when off road
const gravity = -1; // gravity to apply in y axis
const cameraTurnScale = 2; // how much to rotate camera
const worldRotateScale = .00005; // how much to rotate world
// level settings
const maxTime = 20; // time to start
const checkPointTime = 10; // add time at checkpoints
const checkPointDistance = 1e5; // how far between checkpoints
const maxDifficultySegment = 9e3; // how far until max difficulty
const roadEnd = 1e4; // how far until end of road
鼠標是唯一的輸入系統。通過這段代碼，我們可以跟蹤鼠標點擊和光標位置，位置顯示為-1到1之間的值。
雙擊是通過 mouseUpFrames 實現的。mousePressed 變量只在玩家第一次點擊開始游戲時使用這么一次。
mouseDown =
mousePressed =
mouseUpFrames =
mouseX = 0;
onmouseup =e=> mouseDown = 0;
onmousedown =e=> mousePressed ? mouseDown = 1 : mousePressed = 1;
onmousemove =e=> mouseX = e.x/window.innerWidth*2 - 1;
這個游戲使用了一些函數來簡化代碼和減少重復，一些標準的數學函數用于 Clamp 和 Lerp 值。 ClampAngle 是有用的，因為它在 -PI 和 PI 之間 wrap angles，在許多游戲中已經廣泛應用。
R函數就像個魔術師，因為它生成隨機數，通過取當前隨機數種子的正弦，乘以一個大數字，然后看分數部分來實現的。其實有很多方法可以做到，但這是最小的方法之一，而且對我們來說也是足夠隨機。
我們將使用這個隨機生成器來創建各種程序，且不需要保存任何數據。例如，山脈、巖石和樹木的變化不用存到內存。在這種情況下，目標不是減少內存，而是去除存儲和檢索數據所需的代碼。
因為這是一個“真正的3D”游戲，所以有一個 3D vector class 非常有用，它也能減少代碼量。這個 class 只包含這個游戲必需的基本元素，一個帶有加法和乘法函數的 constructor 可以接受標量或向量參數。為了確定標量是否被傳入，我們只需檢查它是否小于一個大數。更正確的方法是使用 isNan 或者檢查它的類型是否是 Vec3，但是這需要更多的存儲。
Clamp =(v, a, b) => Math.min(Math.max(v, a), b);
ClampAngle=(a) => (a+PI) % (2*PI) + (a+PILerp =(p, a, b) => a + Clamp(p, 0, 1) * (b-a);
R =(a=1, b=0) => Lerp((Math.sin(++randSeed)+1)*1e5%1,a,b);
class Vec3 // 3d vector class
{
constructor(x=0, y=0, z=0) {this.x = x; this.y = y; this.z = z;}
Add=(v)=>(
v = v new Vec3( this.x + v.x, this.y + v.y, this.z + v.z ));
Multiply=(v)=>(
v = v new Vec3( this.x * v.x, this.y * v.y, this.z * v.z ));
}
LSHA 通過模板字符串生成一組標準的 HSLA （色調、飽和度、亮度、alpha）顏色，并且剛剛被重新排序，所以更常用的 component 排在第一位。每過一關換一個整體色調也是通過這設置的。
DrawPoly 繪制一個梯形形狀，用于渲染場景中的一切。使用 |0 將 Ycomponent 轉換為整數，以確保每段多邊形道路都能無縫連接，不然路段之間就會有一條細線。
DrawText 則用于顯示時間、距離和游戲標題等文本渲染。
LSHA=(l,s=0,h=0,a=1)=>`hsl(${h+hueShift},${s}%,${l}%,${a})`;
// draw a trapazoid shaped poly
DrawPoly=(x1, y1, w1, x2, y2, w2, fillStyle)=>
{
context.beginPath(context.fillStyle = fillStyle);
context.lineTo(x1-w1, y1|0);
context.lineTo(x1+w1, y1|0);
context.lineTo(x2+w2, y2|0);
context.lineTo(x2-w2, y2|0);
context.fill;
}
// draw outlined hud text
DrawText=(text, posX)=>
{
context.font = '9em impact'; // set font size
context.fillStyle = LSHA(99,0,0,.5); // set font color
context.fillText(text, posX, 129); // fill text
context.lineWidth = 3; // line width
context.strokeText(text, posX, 129); // outline text
}
首先，我們必須生成完整的軌道，而且準備做到每次游戲軌道都是不同的。如何做呢？我們建立了一個道路段列表，存儲道路在軌道上每一關卡的位置和寬度。軌道生成器是非常基礎的操作，不同頻率、振幅和寬度的道路都會逐漸變窄，沿著跑道的距離決定這一段路有多難。
atan2 函數可以用來計算道路俯仰角，據此來設計物理運動和光線。
roadGenLengthMax = // end of section
roadGenLength = // distance left
roadGenTaper = // length of taper
roadGenFreqX = // X wave frequency
roadGenFreqY = // Y wave frequency
roadGenScaleX = // X wave amplitude
roadGenScaleY = 0; // Y wave amplitude
roadGenWidth = roadWidth; // starting road width
startRandSeed = randSeed = Date.now; // set random seed
road = ; // clear road
// generate the road
for( i = 0; i {
if (roadGenLength++ > roadGenLengthMax) // is end of section?
{
// calculate difficulty percent
d = Math.min(1, i/maxDifficultySegment);
// randomize road settings
roadGenWidth = roadWidth*R(1-d*.7,3-2*d); // road width
roadGenFreqX = R(Lerp(d,.01,.02)); // X curves
roadGenFreqY = R(Lerp(d,.01,.03)); // Y bumps
roadGenScaleX = i>roadEnd ? 0 : R(Lerp(d,.2,.6));// X scale
roadGenScaleY = R(Lerp(d,1e3,2e3)); // Y scale
// apply taper and move back
roadGenTaper = R(99, 1e3)|0; // random taper
roadGenLengthMax = roadGenTaper + R(99,1e3); // random length
roadGenLength = 0; // reset length
i -= roadGenTaper; // subtract taper
}
// make a wavy road
x = Math.sin(i*roadGenFreqX) * roadGenScaleX;
y = Math.sin(i*roadGenFreqY) * roadGenScaleY;
road[i] = road[i]? road[i] : {x:x, y:y, w:roadGenWidth};
// apply taper from last section and lerp values
p = Clamp(roadGenLength / roadGenTaper, 0, 1);
road[i].x = Lerp(p, road[i].x, x);
road[i].y = Lerp(p, road[i].y, y);
road[i].w = i > roadEnd ? 0 : Lerp(p, road[i].w, roadGenWidth);
// calculate road pitch angle
road[i].a = road[i-1] ?
Math.atan2(road[i-1].y-road[i].y, segmentLength) : 0;
}
現在跑道就緒，我們只需要預置一些變量就可以開始游戲了。
// reset everything
velocity = new Vec3
( pitchSpring = pitchSpringSpeed = pitchRoad = hueShift = 0 );
position = new Vec3(0, height); // set player start pos
nextCheckPoint = checkPointDistance; // init next checkpoint
time = maxTime; // set the start time
heading = randSeed; // random world heading
這是主要的更新功能，用來更新和渲染游戲中的一切！一般來說，如果你的代碼中有一個很大的函數，這不是好事，為了更簡潔易懂，我們會把它分幾個成子函數。
首先，我們需要得到一些玩家所在位置的道路信息。為了使物理和渲染感覺平滑，需要在當前和下一個路段之間插入一些數值。
玩家的位置和速度是 3D 向量，并受重力、dampening 和其他因素等影響更新。如果玩家跑在地面上時，會受到加速度影響；當他離開這段路時，攝像機還會抖動。另外，在對游戲測試后，我決定讓玩家在空中時仍然可以跑。
接下來要處理輸入指令，涉及加速、剎車、跳躍和轉彎等操作。雙擊通過 mouseUpFrames 測試。還有一些代碼是來跟蹤玩家在空中停留了多少幀，如果時間很短，游戲允許玩家還可以跳躍。
當玩家加速、剎車和跳躍時，我通過spring system展示相機的俯仰角以給玩家動態運動的感覺。此外，當玩家駕車翻越山丘或跳躍時，相機還會隨著道路傾斜而傾斜。
Update==>
{
// get player road segment
s = position.z / segmentLength | 0; // current road segment
p = position.z / segmentLength % 1; // percent along segment
// get lerped values between last and current road segment
roadX = Lerp(p, road[s].x, road[s+1].x);
roadY = Lerp(p, road[s].y, road[s+1].y) + height;
roadA = Lerp(p, road[s].a, road[s+1].a);
// update player velocity
lastVelocity = velocity.Add(0);
velocity.y += gravity;
velocity.x *= lateralDamp;
velocity.z = Math.max(0, time?forwardDamp*velocity.z:0);
// add velocity to position
position = position.Add(velocity);
// limit player x position (how far off road)
position.x = Clamp(position.x, -maxPlayerX, maxPlayerX);
// check if on ground
if (position.y {
position.y = roadY; // match y to ground plane
airFrame = 0; // reset air frames
// get the dot product of the ground normal and the velocity
dp = Math.cos(roadA)*velocity.y + Math.sin(roadA)*velocity.z;
// bounce velocity against ground normal
velocity = new Vec3(0, Math.cos(roadA), Math.sin(roadA))
.Multiply(-elasticity * dp).Add(velocity);
// apply player brake and accel
velocity.z +=
mouseDown? playerBrake :
Lerp(velocity.z/maxSpeed, mousePressed*playerAccel, 0);
// check if off road
if (Math.abs(position.x) > road[s].w)
{
velocity.z *= offRoadDamp; // slow down
pitchSpring += Math.sin(position.z/99)**4/99; // rumble
}
}
// update player turning and apply centrifugal force
turn = Lerp(velocity.z/maxSpeed, mouseX * turnControl, 0);
velocity.x +=
velocity.z * turn -
velocity.z ** 2 * centrifugal * roadX;
// update jump
if (airFrame++ && mouseDown && mouseUpFrames && mouseUpFrames{
velocity.y += jumpAccel; // apply jump velocity
airFrame = 9; // prevent jumping again
}
mouseUpFrames = mouseDown? 0 : mouseUpFrames+1;
// pitch down with vertical velocity when in air
airPercent = (position.y-roadY) / 99;
pitchSpringSpeed += Lerp(airPercent, 0, velocity.y/4e4);
// update player pitch spring
pitchSpringSpeed += (velocity.z - lastVelocity.z)/2e3;
pitchSpringSpeed -= pitchSpring * springConstant;
pitchSpringSpeed *= pitchSpringDamp;
pitchSpring += pitchSpringSpeed;
pitchRoad = Lerp(pitchLerp, pitchRoad, Lerp(airPercent,-roadA,0));
playerPitch = pitchSpring + pitchRoad;
// update heading
heading = ClampAngle(heading + velocity.z*roadX*worldRotateScale);
cameraHeading = turn * cameraTurnScale;
// was checkpoint crossed?
if (position.z > nextCheckPoint)
{
time += checkPointTime; // add more time
nextCheckPoint += checkPointDistance; // set next checkpoint
hueShift += 36; // shift hue
}
在渲染之前，canvas 每當高度或寬度被重設時，畫布內容就會被清空。這也適用于自適應窗口的畫布。
我們還計算了將世界點轉換到畫布的投影比例。cameraDepth 值代表攝像機的視場(FOV)。這個游戲是90度。計算結果是 1/Math.tan(fovRadians/2) ，FOV 是90度的時候，計算結果正好是1。另外為了保持屏幕長寬比，投影按 c.width 縮放。
// clear the screen and set size
c.width = window.innerWidth, c.height = window.innerHeight;
// calculate projection scale, flip y
projectScale = (new Vec3(1,-1,1)).Multiply(c.width/2/cameraDepth);
空氣背景是用全屏的 linear gradient （徑向漸變）繪制的，它還會根據太陽的位置改變顏色。
為了節省存儲空間，太陽和月亮在同一個循環中，使用了一個帶有透明度的全屏 radial gradient（線性漸變)。
線性和徑向漸變相結合，形成一個完全包圍場景的天空背景。
// get horizon, offset, and light amount
horizon = c.height/2 - Math.tan(playerPitch)*projectScale.y;
backgroundOffset = Math.sin(cameraHeading)/2;
light = Math.cos(heading);
// create linear gradient for sky
g = context.createLinearGradient(0,horizon-c.height/2,0,horizon);
g.addColorStop(0,LSHA(39+light*25,49+light*19,230-light*19));
g.addColorStop(1,LSHA(5,79,250-light*9));
// draw sky as full screen poly
DrawPoly(c.width/2,0,c.width/2,c.width/2,c.height,c.width/2,g);
// draw sun and moon (0=sun, 1=moon)
for( i = 2 ; i--; )
{
// create radial gradient
g = context.createRadialGradient(
x = c.width*(.5+Lerp(
(heading/PI/2+.5+i/2)%1,
4, -4)-backgroundOffset),
y = horizon - c.width/5,
c.width/25,
x, y, i?c.width/23:c.width);
g.addColorStop(0, LSHA(i?70:99));
g.addColorStop(1, LSHA(0,0,0,0));
// draw full screen poly
DrawPoly(c.width/2,0,c.width/2,c.width/2,c.height,c.width/2,g);
}
山脈是通過在地平線上畫50個三角形，然后根據程序自己生成的。
因為用了光線照明，山脈在面對太陽時會更暗，因為它們處于陰影中。此外，越近的山脈顏色越暗，我想以此來模擬霧氣。這里我有個訣竅，就是微調大小和顏色的隨機值。
背景的最后一部分是繪制地平線，再用純綠填充畫布的底部。
// set random seed for mountains
randSeed = startRandSeed;
// draw mountains
for( i = mountainCount; i--; )
{
angle = ClampAngle(heading+R(19));
light = Math.cos(angle-heading);
DrawPoly(
x = c.width*(.5+Lerp(angle/PI/2+.5,4,-4)-backgroundOffset),
y = horizon,
w = R(.2,.8)**2*c.width/2,
x + w*R(-.5,.5),
y - R(.5,.8)*w, 0,
LSHA(R(15,25)+i/3-light*9, i/2+R(19), R(220,230)));
}
// draw horizon
DrawPoly(
c.width/2, horizon, c.width/2, c.width/2, c.height, c.width/2,
LSHA(25, 30, 95));
在渲染道路之前，我們必須首先獲得投影的道路點。第一部分有點棘手，因為我們的道路的 x 值需要轉換成世界空間位置。為了使道路看起來蜿蜒曲折，我們把x值作為二階導數。這就是為什么有奇怪的代碼“x+=w+=”出現的原因。由于這種工作方式，路段沒有固定的世界空間位置，每一幀都是根據玩家的位置重新計算。
一旦我們有了世界空間位置，我們就可以從道路位置中知道玩家的位置，從而得到本地攝像機空間位置。代碼的其余部分，首先通過旋轉標題、俯仰角來應用變換，然后通過投影變換，做到近大遠小的效果，最后將其移動到畫布空間。
for( x = w = i = 0; i {
p = new Vec3(x+=w+=road[s+i].x, // sum local road offsets
road[s+i].y, (s+i)*segmentLength) // road y and z pos
.Add(position.Multiply(-1)); // get local camera space
// apply camera heading
p.x = p.x*Math.cos(cameraHeading) - p.z*Math.sin(cameraHeading);
// tilt camera pitch and invert z
z = 1/(p.z*Math.cos(playerPitch) - p.y*Math.sin(playerPitch));
p.y = p.y*Math.cos(playerPitch) - p.z*Math.sin(playerPitch);
p.z = z;
// project road segment to canvas space
road[s+i++].p = // projected road point
p.Multiply(new Vec3(z, z, 1)) // projection
.Multiply(projectScale) // scale
.Add(new Vec3(c.width/2,c.height/2)); // center on canvas
}
現在我們有了每個路段的畫布空間點，渲染就相當簡單了。我們需要從后向前畫出每一個路段，或者更具體地說，連接上一路段的梯形多邊形。
為了創建道路，這里有4層渲染：地面，條紋路邊緣，道路本身和白色虛線。每一個都是基于路段的俯仰角和方向來加陰影，并且根據該層的表現還有一些額外的邏輯。
有必要檢查路段是在近還是遠剪輯范圍，以防止渲染出現 bug 。此外，還有一個很好的優化方法是，當道路變得很窄時，可以通過 distance 來減小道路的分辨率。如此，不僅減少了 draw count 一半以上，而且沒有明顯的質量損失，這是一次性能勝利。
let segment2 = road[s+drawDistance]; // store the last segment
for( i = drawDistance; i--; ) // iterate in reverse
{
// get projected road points
segment1 = road[s+i];
p1 = segment1.p;
p2 = segment2.p;
// random seed and lighting
randSeed = startRandSeed + s + i;
light = Math.sin(segment1.a) * Math.cos(heading) * 99;
// check near and far clip
if (p1.z 0)
{
// fade in road resolution over distance
if (i % (Lerp(i/drawDistance,1,9)|0) == 0)
{
// ground
DrawPoly(c.width/2, p1.y, c.width/2,
c.width/2, p2.y, c.width/2,
LSHA(25 + light, 30, 95));
// curb if wide enough
if (segment1.w > 400)
DrawPoly(p1.x, p1.y, p1.z*(segment1.w+curbWidth),
p2.x, p2.y, p2.z*(segment2.w+curbWidth),
LSHA(((s+i)%19
// road and checkpoint marker
DrawPoly(p1.x, p1.y, p1.z*segment1.w,
p2.x, p2.y, p2.z*segment2.w,
LSHA(((s+i)*segmentLength%checkPointDistance 70 : 7) + light));
// dashed lines if wide and close enough
if ((segment1.w > 300) && (s+i)%9==0 && i DrawPoly(p1.x, p1.y, p1.z*dashLineWidth,
p2.x, p2.y, p2.z*dashLineWidth,
LSHA(70 + light));
// save this segment
segment2 = segment1;
}
游戲有兩種不同類型的物體：樹和石頭。首先，我們通過使用 R 函數來確定是否加一個對象。這是隨機數和隨機數種子特別有意思的地方。我們還將使用 R 為對象隨機添加不同的形狀和顏色。
最初我還想涉及其他車型，但為了達到 2KB 的要求，必須要進行特別多的削減，因此我最后放棄了這個想法，用風景作為障礙。這些位置是隨機的，也比較靠近道路，不然它們太稀疏，就很容易行駛。為了節省空間，對象高度還決定了對象的類型。
這是通過比較玩家和物體在 3D 空間中的位置來檢查它們之間的碰撞位置。當玩家撞到一個物體時，玩家減速，該物體被標記為“ hit ”，這樣它就可以安全通過。
為了防止對象突然出現在地平線上，透明度會隨著距離的接近而削弱。梯形繪圖函數定義物體的形狀和顏色，另外隨機函數會改變這兩個屬性。
if (R
{
// player object collision check
x = 2*roadWidth * R(10,-10) * R(9); // choose object pos
const objectHeight = (R(2)|0) * 400; // choose tree or rock
if (!segment1.h // dont hit same object
&& Math.abs(position.x-x) && Math.abs(position.z-(s+i)*segmentLength) && position.y-height {
// slow player and mark object as hit
velocity = velocity.Multiply(segment1.h = collisionSlow);
}
// draw road object
const alpha = Lerp(i/drawDistance, 4, 0); // fade in object
if (objectHeight)
{
// tree trunk
DrawPoly(x = p1.x+p1.z * x, p1.y, p1.z*29,
x, p1.y-99*p1.z, p1.z*29,
LSHA(5+R(9), 50+R(9), 29+R(9), alpha));
// tree leaves
DrawPoly(x, p1.y-R(50,99)*p1.z, p1.z*R(199,250),
x, p1.y-R(600,800)*p1.z, 0,
LSHA(25+R(9), 80+R(9), 9+R(29), alpha));
}
else
{
// rock
DrawPoly(x = p1.x+p1.z*x, p1.y, p1.z*R(200,250),
x+p1.z*(R(99,-99)), p1.y-R(200,250)*p1.z, p1.z*R(99),
LSHA(50+R(19), 25+R(19), 209+R(9), alpha));
}
}
}
}
游戲的標題、時間和距離是用一個非常基礎的字體渲染系統顯示出來的，就是之前設置的 DrawText 函數。在玩家點擊鼠標之前，它會在屏幕中央顯示標題。
按下鼠標后，游戲開始，然后 HUD 會顯示剩余時間和當前距離。時間也在這塊更新，玩過此類游戲的都知道，時間只在比賽開始后減少。
在這個 massive Update function 結束后，它調用 requestAnimationFrame (Update) 來觸發下一次更新。
if (mousePressed)
{
time = Clamp(time - timeDelta, 0, maxTime); // update time
DrawText(Math.ceil(time), 9); // show time
context.textAlign = 'right'; // right alignment
DrawText(0|position.z/1e3, c.width-9); // show distance
}
else
{
context.textAlign = 'center'; // center alignment
DrawText('HUE JUMPER', c.width/2); // draw title text
}
requestAnimationFrame(Update); // kick off next frame
} // end of update function
HTML 需要一個結束腳本標簽來讓所有的代碼能夠跑起來。
Update; // kick off update loop
這就是整個游戲啦！下方的一小段代碼就是壓縮后的最終結果，我用不同的顏色標注了不同的部分。完成所有這些工作后，你能感受到我在2KB內就做完了整個游戲是多么讓我滿意了嗎？而這還是在zip之前的工作，zip還可以進一步壓縮大小。
當然，還有很多其他 3D 渲染方法可以同時保證性能和視覺效果。如果我有更多的可用空間，我會更傾向于使用一個 WebGL API 比如 three.js ，我在去年制作的一個類似游戲“Bogus Roads”中用過這個框架。此外，因為它使用的是 requestAnimationFrame ，所以需要一些額外的代碼來確保幀速率不超過60 fps，增強版本中我會這么用，盡管我更喜歡使用 requestAnimationFrame 而不是 setInterval ，因為它是垂直同期的（VSyn，VerticalSynchronization），所以渲染更絲滑。這種代碼的一個主要好處是它非常兼容，可以在任何設備上運行，盡管在我舊 iPhone 上運行有點慢。
游戲代碼被我放到了 GitHub 上的 GPL-3.0 下（https://github.com/KilledByAPixel/HueJumper2k），所以你可以在自己的項目中自由使用它。該庫中還包含 2KB 版本的游戲，準確說是2031字節！歡迎你添加一些其他的功能，比如音樂和音效到“增強”版本中。
雷鋒網
作者：mathe，騰訊QQ音樂前端開發工程師
正則表達式具有偉大技術發明的一切特點，它簡單、優美、功能強大、妙用無窮。對于很多實際工作來講，正則表達式簡直是靈丹妙藥，能夠成百倍地提高開發效率和程序質量。
字符說明\轉義符\d[0-9]。表示是一位數字。\D[^0-9]。表示除數字外的任意字符。\w[0-9a-zA-Z_]。表示數字、大小寫字母和下劃線。\W[^0-9a-zA-Z_]。非單詞字符。\s[\t\v\n\r\f]。表示空白符，包括空格、水平制表符、
垂直制表符、換行符、回車符、換頁符。\S[^\t\v\n\r\f]。非空白符。.[^\n\r]。通配符，表示幾乎任意字符。
換行符、回車符、行分隔符和段分隔符除外。\uxxxx查找以十六進制數 xxxx 規定的 Unicode 字符。\f匹配一個換頁符 (U+000C)。\n匹配一個換行符 (U+000A)。\r匹配一個回車符 (U+000D)。\t匹配一個水平制表符 (U+0009)。\v匹配一個垂直制表符 (U+000B)。>\0匹配 NULL（U+0000）字符， 不要在這后面跟其它小數，因為 \0是一個<匹配 null（u+0000）字符，="" 不要在這后面跟其它小數，因為="">\0匹配 NULL（U+0000）字符， 不要在這后面跟其它小數，因為 \0是一個<>
八進制轉義序列。[\b]匹配一個退格(U+0008)。（不要和\b 混淆了。）[abc]any of a, b, or c[^abc]not a, b, or c[a-g]character between a & g
字符說明\b是單詞邊界，具體就是\w 和\W 之間的位置，也包括\w 和 ^ 之間的位置，
也包括\w 和之間的位置。具體說來就是與、與、與，與之間的位置。\B是\b 的反面的意思，非單詞邊界。例如在字符串中所有位置中，扣掉\b，
剩下的都是\B 的。^abc$字符串開始、結束的位置
字符說明(abc)capture group，捕獲組\nbackreference to group #n，分組引用，引用第 n 個捕獲組匹配的內容,
其中 n 是正整數(?:abc)non-capturing group，非捕獲組
字符說明a(?=b)positive lookahead，先行斷言，a 只有在 b 前面才匹配a(?!b)negative lookahead，先行否定斷言，a 只有不在 b 前面才匹配
字符說明(?<=b)apositive lookbehind，后行斷言，a 只有在 b 后面才匹配(?<!b)anegative lookbehind，后行否定斷言，a 只有不在 b 后面才匹配
字符說明a*0 or morea+1 or morea?0 or 1a{5}exactly fivea{2,}two or morea{1,3}between one & threea+?
a{2,}?match as few as possible，惰性匹配，就是盡可能少的匹配
以下都是惰性匹配：
{m,n}?
{m,}?
??
+?
*?
字符說明ab|cdmatch ab or cd，匹配'ab'或者'cd'字符子串
字符說明i執行對大小寫不敏感的匹配。g執行全局匹配（查找所有匹配而非在找到第一個匹配后停止）。m執行多行匹配。u開啟"Unicode 模式"，用來正確處理大于\uFFFF 的 Unicode 字符。也就是說，會正確處理四個字節的 UTF-16 編碼。s允許 . 匹配換行符。yy 修飾符的作用與 g 修飾符類似，也是全局匹配，后一次匹配都從上一次匹配成功的下一個位置開始。不同之處在于，g 修飾符只要剩余位置中存在匹配就可，而 y 修飾符確保匹配必須從剩余的第一個位置開始，這也就是"粘連"的涵義
運算符描述\轉義符(), (?:), (?=), []圓括號和方括號*, +, ?, {n}, {n,}, {n,m}限定符^, $, \任何元字符、任何字符定位點和序列（即：位置和順序）|替換，"或"操作
字符具有高于替換運算符的優先級，使得"m|food"匹配"m"或"food"。若要匹配"mood"或"food"，請使用括號創建子表達式，從而產生"(m|f)ood"。
以下是來自摘自維基百科的部分解釋：
回溯法是一種通用的計算機算法，用于查找某些計算問題的所有（或某些）解決方案，特別是約束滿足問題，逐步構建候選解決方案，并在確定候選不可能時立即放棄候選（"回溯"）完成有效的解決方案。
回溯法通常用最簡單的遞歸方法來實現，在反復重復上述的步驟后可能出現兩種情況：
找到一個可能存在的正確的答案
在嘗試了所有可能的分步方法后宣告該問題沒有答案
在最壞的情況下，回溯法會導致一次復雜度為指數時間的計算。
正則引擎主要可以分為兩大類：一種是 DFA(Deterministic finite automaton 確定型有窮自動機)，另一種是 NFA（NFA Non-deterministic finite automaton 非確定型有窮自動機）。NFA 速度較 DFA 更慢，并且實現復雜，但是它又有著比 DFA 強大的多的功能，比如支持反向引用等。像 javaScript、java、php、python、c#等語言的正則引擎都是 NFA 型，NFA 正則引擎的實現過程中使用了回溯。
舉一個網上常見的例子，正則表達式/ab{1,3}c/g 去匹配文本'abbc'，我們接下來會通過 RegexBuddy 分析其中的匹配過程，后續的一個章節有關于 RegexBuddy 的使用介紹。
如上圖所示，讓我們一步一步分解匹配過程：
在這之中，匹配過程都很順利，并沒發生意外(回溯)。
讓我們把上面的正則修改一下，/ab{1,3}c/g 改成/ab{1,3}bc/g，接下再通過 RegexBuddy 查看分析結果。
我們再一步一步分解匹配過程：
以上，就是一個簡單的回溯過程。
從上面發生正則回溯的例子可以看出來，正則回溯的過程就是一個試錯的過程，這也是回溯算法的精髓所在。回溯會增加匹配的步驟，勢必會影響文本匹配的性能，所以，要想提升正則表達式的匹配性能，了解回溯出現的場景(形式)是非常關鍵的。
在 NFA 正則引擎中，量詞默認都是貪婪的。當正則表達式中使用了下表所示的量詞，正則引擎一開始會盡可能貪婪的去匹配滿足量詞的文本。當遇到匹配不下去的情況，就會發生回溯，不斷試錯，直至失敗或者成功。
量詞說明a*0 or morea+1 or morea?0 or 1a{5}exactly fivea{2,}two or morea{1,3}between one & three
當多個貪婪量詞挨著存在，并相互有沖突時，秉持的是"先到先得"的原則，如下所示：
let string = "12345";
let regex = /(\d{1,3})(\d{1,3})/;
console.log( string.match(regex) );
// => ["12345", "123", "45", index: 0, input: "12345"]
貪婪是導致回溯的重要原因，那我們盡量以懶惰匹配的方式去匹配文本，是否就能避免回溯了呢？答案是否定的。
讓我們還是看回最初的例子，/ab{1,3}c/g 去匹配 abbc。接下來，我們再把正則修改一下，改成/ab{1,3}?c/g 去匹配 abbc，以懶惰匹配的方式去匹配文本，RegexBuddy 執行步驟如下圖所示：
本來是好端端不會發生回溯的正則，因為使用了惰性量詞進行懶惰匹配后，反而產生了回溯了。所以說，惰性量詞也不能瞎用，關鍵還是要看場景。
分支的匹配規則是：按照分支的順序逐個匹配，當前面的分支滿足要求了，則舍棄后面的分支。
舉個簡單的分支栗子，使用正則表達式去匹配 /abcde|abc/g 文本 abcd，還是通過 RegexBuddy 查看執行步驟：
由此，可以看出，分組匹配的過程，也是個試錯的過程，中間是可能產生回溯的。
RegexBuddy 是個十分強大的正則表達式學習、分析及調試工具。RegexBuddy 支持 C++、Java、JavaScript、Python 等十幾種主流編程語言。通過 RegexBuddy，能看到正則一步步創建的過程。結合測試文本，你能看到正則一步步執行匹配的過程，這對于理解正則回溯和對正則進行進一步優化，都有極大的幫助。
可以在 RegexBuddy 的官方網站下載及獲取 RegexBuddy。
下載完后，一步步點擊安裝即可。
下圖便是 RegexBuddy 界面的各個面板及相關功能。
為了方便使用，可以在布局設置那里將布局設置成 Side by Side Layout。
在正則輸入區輸入你的正則 regex1，查看 Create 面板，就會發現面板上顯示了正則的創建過程(或者說是匹配規則)，在 Test 面板區域輸入你的測試文本，滿足 regex1 匹配規則的部分會高亮顯示，如下圖所示。
選中測試文本，點擊 debug 就可以進入 RegexBuddy 的 debug 模式，個人覺得這是 RegexBuddy 最強大地方，因為它可以讓你清楚地知道你輸入的正則對測試文本的匹配過程，執行了多少步，哪里發生了回溯，哪里需要優化，你都能一目了然。
RegexBuddy 的正則庫內置了很多常用正則，日常編碼過程中需要的很多正則表達式都能在該正則庫中找到。
正則是個很好用的利器，如果使用得當，如有神助，能省掉大量代碼。當如果使用不當，則是處處埋坑。所以，本章節的重點就是總結如何寫一個高性能的正則表達式。
舉個簡單的例子對比：
我們使用正則表達式/a*b/去匹配字符串 aaaaa，看下圖 RegexBuddy 的執行過程：
我們將以上正則修改成/(a*)*b/去匹配字符串 aaaaa，再看看 RegexBuddy 的執行結果過程：
以上兩個正則的基本執行步驟可以簡單認為是：
但令人驚奇的是，第一個正則的從開始匹配到匹配失敗這個過程只有 14 步。而第二個正則卻有 128 步之多。可想而知，嵌套量詞會大大增加正則的執行過程。因為這其中進行了兩層回溯，這個執行步驟增加的過程就如同算法復雜度從 O(n)上升到 O(n^2)的過程一般。
所以，面對量詞嵌套，我們需作出適當的轉化消除這些嵌套：
(a*)* <=> (a+)* <=> (a*)+ <=> a*
(a+)+ <=> a+
NFA 正則引擎中的括號主要有兩個作用：
反向引用這個功能很強大，強大的代價是消耗性能。所以，當我們如果不需要用到括號反向引用的功能時，我們應該盡量使用非捕獲組，也就是:
// 捕獲組與非捕獲組
() => (?:)
分支也是導致正則回溯的重要原因，所以，針對正則分支，我們也需要作出必要的優化。
首先，需要減少分支數量。比如不少正則在匹配 http 和 https 的時候喜歡寫成：
/^http|https/
其實上面完全可以優化成：
/^https?/
這樣就能減少沒必要的分支回溯
縮小分支中的內容也是很有必要的，例如我們需要匹配 this 和 that ，我們也許會寫成：
/this|that/
但上面其實完全可以優化成
/th(?:is|at)/
有人可能認為以上沒啥區別，實踐出真知，讓我們用以上兩個正則表達式去匹配一下 that。
我們會發現第一個正則的執行步驟比第一個正則多兩步，那是因為第一個正則的回溯路徑比第二個正則的回溯路徑更長了，最終導致執行步驟變長。
在能使用錨點的情況下盡量使用錨點。大部分正則引擎會在編譯階段做些額外分析, 判斷是否存在成功匹配必須的字符或者字符串。類似^、$ 這類錨點匹配能給正則引擎更多的優化信息。
例如正則表達式 hello(hi)?$ 在匹配過程中只可能從字符串末尾倒數第 7 個字符開始, 所以正則引擎能夠分析跳到那個位置, 略過目標字符串中許多可能的字符, 大大提升匹配速度。
曾經有一次因為寫一個性能惡劣的正則表達式，導致代碼執行過程因為性能問題掛掉。于是下定決心要把正則表達式搞明白，看了不少文章書籍，做了不少練習之后，總算摸到了些門道，也真真切切體會到正則表達式的優美和強大。寫下此文，記錄下一些學習心得和總結，望批評指正，共同進步。
7. 參考