• CSS3动画帧数科学计算法http://tid.tenpay.com/?p=5983


    CSS3动画

    1

     总结都浓缩在这个工具里了,想知道工具的地址或想窥探工具诞生的趣事请往下看 。
     

    —————————————————————–     华丽丽的开篇     —————————————————————-

     

    本篇文章来自腾讯内部饭卡充值改版项目的CSS3动画经验总结。虽然你们访问不到我们的饭卡站点,不过可以小窥一下我们的动画示例哟。

    2

    (请使用chrome、safari或firefox浏览器看效果,效果地址

    实现上面“嘀卡萌风骚乱舞”的动画,比较麻烦的是,要凭感觉自己算参数写代码,重复试个千百回,才能达到最终满意的效果。

    比如这个动画:

    3

    我曾经,这么干过

    4

    还这么干过

    5

    step1, 动作1在0%上,动作停留20帧

    @keyframes anim-name{      0%, 20%{ /* 动作1 */ }     ... } 

    step2,  动作之间过渡5帧,动作1结束帧在20%,20+5=25, 动作2在25%帧,动作停留20帧

    @keyframes anim-name{      0%, 20%{ /* 动作1 */ }     25%, 45%{ /* 动作2 */ }     ... } 

    ……

    经过一番计算后

    @keyframes anim-name{      0%, 20%{ /* 动作1 */ }     25%, 45%{ /* 动作2 */ }     50%, 70%{ /* 动作3 */ }     75%, 95%{ /* 动作4 */ }     100%, 120%{ /* 动作5 */ } } 

    艾玛,帧数超出100%了>_<

    重新计算了一番,动作数5,动作过渡帧数5%,动作停留帧数16%

    @-webkit-keyframes anim-name{     0%, 16%{  /* 动作1 */  }     21%, 37%{  /* 动作2 */  }     42%, 58%{  /* 动作3 */  }     63%, 79%{  /* 动作4 */  }     84%, 100%{  /* 动作5 */  } }

    感谢人民感谢党,最后一帧加起来刚好100%

    刷新页面看效果之后……(动作过渡有点快,动作停留有点长)

    效果不对,重算!

    效果不对,重算!

    ……

    就这样被折腾地体无完肤,深刻感悟我们是用生命在做动画,啊…..多么痛的领悟悟悟~~(有共鸣的,请默默的点个赞,谢谢)

    所以,我们今天来探讨如何更科学的计算帧数?

    6

    文章主要研究循环动画,各个动作之间的过渡有规律性

     

    比如嘀卡萌跳舞动画

    3

     走路动画

    7

    还有跑步动画

    8

    (该动画的实现,可 查看 白树同学的分享)

    动作过渡有规律性,从代码层面也可理解为各动作之间的过渡帧数是一样的。

    如上面白树同学实现的跑步动画,各动作之间的过渡帧约14.3帧,代码为

    @keyframes anim-name{     0% {background-position: 0 0;}     14.3% {background-position: -180px 0;}     28.6% {background-position: -360px 0;}     42.9% {background-position: -540px 0;}     57.2% {background-position: -720px 0;}     71.5% {background-position: -900px 0;}     85.8% {background-position: -1080px 0;}     100% {background-position: 0 0;} }

    好,下面让我们愉快的进入主题吧

    循环动画按循环方式可以分为:

    9

    用CSS代码的方式表示,就是:

    单向循环:  animation-iteration-count: infinite; animation-direction: normal;

    双向循环:  animation-iteration-count: infinite; animation-direction: alternate;

     

    先看看做一个动画需要哪些条件

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    总帧数:100 (已知参数)

    CSS3帧动画的帧数设置是从0%~100%,数值可以带小数位,0%可以用from关键词替代,100%可以用to关键词替代

    动作数:n (已知参数)

    动画中的几个关键动作

    动作停留帧数:x (未知参数)

    在当前动作停留的帧数

    动作过渡帧数:y (未知参数)

    上一个动作过渡到下一个动作需要用的帧数

    我们用示例来说明它们之间的关系。

     

    单向循环动画

    示例要求:实现一个3个动作的单向循环动画

    为了方便理解,以线段图示法来展示

    Step1,满帧100%

    0%                           100%

    └─────────────────────────────────────────┘

    Step2,添加动作节点(总节点数 = 动作数)

    0%             ?%            100%

    过渡y帧           过渡y帧

    └────────────────────┴────────────────────┘

    动作1            动作2            动作3

    这个时候,我们很轻易的算出动作2的keyframes帧数是50%

    实际上,很多时候我们需要让每个动作停顿一会,而不会闪动太快。如“嘀卡萌风骚乱舞”的动画,每个动作都需要定格一会,这个时候我们需要给每个动作分配一些停留帧数。

    Step3,添加停留帧 (总节点数 = 动作数 * 2)

    0%    ?%     ?%     ?%     ?%    100%

    停留x帧  过渡y帧   停留x帧  过渡y帧   停留x帧

    └───────┴────────┴────────┴───────┴───────┘

    动作1          动作2          动作3

    这下就复杂了,不过我们仔细分析,会发现它们之间有一定的规律。

    3x + 2y = 100

    动作个数 = 3       停留帧个数 = 3      过渡帧个数 = 2

    设动作个数为n,则

    动作个数 = n       停留帧个数 = n      过渡帧个数 = n-1

    然后,我们可以得出一个公式

    nx + (n-1)y = 100

    接下来我们可以有规则性的尝试动画参数了,我们尝试让每个动作停留20帧,通过公式求得动作过渡帧数y也等于20,于是得出我们的帧数代码

    .demo{animation:anim-name 1s infinite;}  /* 单向循环 */  @keyframes anim-name{     0%, 20%{  /* 动作1 */  }     40%, 60%{  /* 动作2 */  }     80%, 100%{  /* 动作3 */  } }

    有了公式,我们就不用瞎尝试啦,可以少死点脑细胞了

     

    双向循环动画

    示例要求:实现一个3个动作的双向循环动画

    复制上面的动画代码,加个 animation-direction: alternate; 属性不就好了?

    (哦,不对,按照心理学反推论,如果这么简单,作者有必要另起篇幅吗?肯定有阴谋!)

    不用猜了,我就是有阴谋!

    继续线段图示,当我们加入 animation-direction: alternate属性之后的效果是

    11

    问题:首尾动作从第二遍播放开始会重复停留时间!

    这个并不是我们期望看到的效果,不过解决方法也很简单

    12

    通过线段图分析

    2x + 2y = 100

    动作个数 = 3       停留帧个数 = 2         过渡帧个数 = 2

    设动作个数为n,则

    动作个数 = n       停留帧个数 = n-1     过渡帧个数 = n-1

    然后,我们可以得出一个公式

    (n-1)(x+y) = 100

    接下来我们还是尝试让每个动作停留20帧,通过公式求得动作过渡帧数y等于30,于是得出我们的帧数代码

    .demo{animation:anim-name 1s infinite alternate;} /* 双向循环 */  @keyframes anim-name{     0%, 10%{  /* 动作1 */  }     40%, 60%{  /* 动作2 */  }     90%, 100%{  /* 动作3 */  } }

    注意:双向循环动画,首尾动作停留帧要各减一半,示例的首尾动作停留帧为10 (20/2=10)

    细心的同学会发现,其实这里还有点小瑕疵,那就是

    问题:第一次播放的第一个动作只停了一半时间!

    有时我们做动作衔接,一定要所有动作时间都保持一致。解决办法也不是没有,可以给动画加个延迟时间 animation-delay 属性,时长等于动作停留时间的一半,如何计算时长后面会讲到。

    除了加延时解决这个问题之外,还有一个伪方法,请继续往下看

     

    模拟双向循环动画

    示例要求:实现一个3个动作的双向循环动画

    模拟双向循环动画就是不使用 animation-direction: alternate; 属性实现双向循环的效果。

    有点绕,上线段图

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    通过线段图分析

    4x + 4y = 100

    动作个数 = 5       停留帧个数 = 4         过渡帧个数 = 4

    设动作个数为n,则

    动作个数 = n       停留帧个数 = n-1     过渡帧个数 = n-1

    然后,我们可以得出一个公式

    (n-1)(x+y) = 100

    但动作个数5包含了重复动作,不符合我们的计算习惯,不包含重复动作个数3才符合我们的计算习惯。那么设

    (不含重复)动作个数为 m

    (含重复)动作个数为 n,则 n = 2m-1,将 2m-1 带入上面的公式得出公式

    (2m-1-1)(x+y) = 100

    将m统一换成n表示,再简化公式后得到最终公式

    (2n-2)(x+y) = 100

    接下来我们再次尝试让每个动作停留20帧,通过公式求得动作过渡帧数y等于5,于是得出我们的帧数代码

    .demo{animation:anim-name 1s infinite;} /* 模拟双向循环 */  @-webkit-keyframes anim-name{     0%{  /* 动作1 */  }     20%{  /* 动作1 */  }     25%{  /* 动作2 */  }     45%{  /* 动作2 */  }     50%{  /* 动作3 */  }     70%{  /* 动作3 */  }     75%{  /* 动作2 */  }     95%{  /* 动作2 */  }     100%{  /* 动作1 */  } }

    缩写版代码

    .demo{animation:anim-name 1s infinite;} /* 模拟双向循环 */  @keyframes anim-name{     0%, 20%, 100%{  /* 动作1 */  }     25%, 45%, 75%, 95%{  /* 动作2 */  }     50%, 70%{  /* 动作3 */  } }

    模拟双向循环的方法可以让所有动作的停留时间都保持一致,缺点就是代码比较多,帧数也算得麻烦,不过也不失为一种解决方法。一般情况下,还是建议大家使用双向循环+延迟播放的方案。

    提到延迟播放,跟时间有关系,这个延迟时长该怎么定?如果以上方案,每个动作我们要固定它的过渡时间,比如动作之间过渡0.4秒,那过渡帧数又该怎么定?接下来我们再挖掘一下,帧数如何跟时间结合。

     

    时间模式计算帧数

    我们在做动画的时候需要设置一个 animation-duration 动画持续时间的属性,知道持续播放时间我们就可以很轻易的计算出播放速度,还记得我们小学学的速度公式吗?

    设,总帧数为s(100帧),播放时间为t,播放速度为v,得出公式

    v = s / t

    继续用示例来加深理解。

    示例要求:实现一个3个动作的单向循环动画,播放时间2秒,每个动作的过渡时间为0.4秒

    通过播放速度公式,我们可以计算出过渡帧数。

    播放速度:  100帧 / 2秒 = 50帧/秒
    过渡帧数:  50帧/秒 * 0.4秒 = 20帧

    得出过渡帧数,接下来套用单向循环动画的帧数公式,计算出停留帧数,参考上面总结的公式  nx + (n-1)y = 100  ,推导公式得出停留帧数 x = (100-(n-1)y) / n

    动作个数(n):  3

    过渡帧数(y): 20
    停留帧数:  (100-(3-1)*20)/3 = 20帧

    于是得出我们的帧数代码

    .demo{animation:anim-name 2s infinite;}  /* 单向循环 */  @keyframes anim-name{     0%, 20%{  /* 动作1 */  }     40%, 60%{  /* 动作2 */  }     80%, 100%{  /* 动作3 */  } }

     

    这么多公式,眼都花了更别说记了。别着急,公式是给机器记的,这种破事就交给我们的机器去算。下面是一个简易的CSS3动画帧数计算器,可以帮我们省去一些计算的烦恼。

    CSS3动画帧数计算器:http://tid.tenpay.com/labs/css3_keyframes_calculator.html

    1

    以白树同学的跑步动画为示例

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    动画是单向循环,有7个关键动作,动作需要使用逐帧过渡效果 animation-timing-function:step-start 实现,所以动作个数需要额外加1,即有8个动作。使用 step-start 后会自动平分动作停留时间,所以keyframes我们就不用加动作停留帧数了。

    打开工具页面,选择 [单向循环动画] -> [不停顿] -> [动作个数8] -> [生成代码]

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    最后……就没有最后了,欢迎大家一起交流探讨。

    原文地址:http://tid.tenpay.com/?p=5983 

     

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