• 【前端动画】实现动画的6种方式


    通常在前端中,实现动画的方案主要有6种:

    • javascript直接实现;
    • SVG(可伸缩矢量图形);
    • CSS3 transition;
    • CSS3 animation;
    • Canvas动画;
    • requestAnimationFrame;

    javascript 直接实现动画

    其主要思想是通过setInterval或setTimeout方法的回调函数来持续调用改变某个元素的CSS样式以达到元素样式变化的效果。

    示例

     1 <!DOCTYPE html>
     2 <html lang="en">
     3 <head>
     4     <meta charset="UTF-8">
     5     <style type="text/css">
     6         #rect {
     7             width: 200px;
     8             height: 200px;
     9             background: #ccc;
    10         }
    11     </style>
    12 </head>
    13 <body>
    14     <div id="rect"></div>
    15     <script>
    16         let elem = document.getElementById('rect');
    17         let left = 0;
    18         let timer = setInterval(function(){
    19             if(left<window.innerWidth-200){
    20                 elem.style.marginLeft = left+'px';
    21                 left ++;
    22             }else {
    23                 clearInterval(timer);
    24             }
    25         },16);
    26     </script>
    27 </body>
    28 </html>

    Jquery的animate()方法就是这种方式实现的。

    存在的问题

    javascript 实现动画通常会导致页面频繁性重排重绘,消耗性能,一般应该在桌面端浏览器。在移动端上使用会有明显的卡顿。

    Tip:为什么是16ms

    上面例子中,我们设置的setInterval时间间隔是16ms。一般认为人眼能辨识的流畅动画为每秒60帧,这里16ms比(1000ms/60)帧略小一些,但是一般可仍为该动画是流畅的。 
    在很多移动端动画性能优化时,一般使用16ms来进行节流处理连续触发的浏览器事件。例如对touchmove、scroll事件进行节流等。通过这种方式减少持续事件的触发频率,可以大大提升动画的流畅性。

    SVG

    SVG动画由SVG元素内部的元素属性控制,一般通过一下几个元素控制:

    • : 用于控制动画延时
    • :对属性的连续改变进行控制
    • :颜色变化,但用就能控制
    • :控制如缩放、旋转等几何变化
    • :控制SVG内元素的移动路径

    示例

     1 <!DOCTYPE html>
     2 <html lang="en">
     3 <head>
     4     <meta charset="UTF-8">
     5     <title>Document</title>
     6     <style>
     7     *{
     8         margin:0;
     9         padding:0;
    10     }
    11     </style>
    12 </head>
    13 <body>
    14     <svg id="box" width="800" height="400" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1">
    15         <rect x="" y="" width="100" height="100" fill="rgb(255,0,0);" stroke="" stroke-width="">
    16             <set attributeName="x" attributeType="XML" to="100" begin="4s"/>
    17             <animate attributeName="x" attributeType="XML" begin="0s" dur="4s" from="0" to="300"/>
    18             <animate attributeName="y" attributeType="XML" begin="0s" dur="4s" from="0" to="0"/>
    19             <animateTransform attributeName="transform" begin="0s" dur="4s" type="scale" from="1" to="2" repeatCount="1" />
    20             <animateMotion path="M10,80 q100,120 120,20 q140,-50 160,0" begin="0s" dur="4s" repeatCount="1" />
    21 
    22         </rect>     
    23     </svg>  
    24 
    25 </body>
    26 </html>

    这里推荐一个在sublime text3中使用svg提示插件:svg snippet。

    比较

    SVG的一大优势是含有较为丰富的动画功能,原生绘制各种图形、滤镜和动画,并且能被js调用。html是对dom的渲染,那么svg就是对图形的渲染。 
    但是,另一方面元素较多且复杂的动画使用svg渲染会比较慢,而且SVG格式的动画绘制方式必须让内容嵌入到HTML中使用。CSS3的出现让svg的应用变得相对少了。

    CSS3 transition

    transition是过度动画。但是transition并不能实现独立的动画,只能在某个标签元素样式或状态改变时进行平滑的动画效果过渡,而不是马上改变。

    注意

    在移动端开发中,直接使用transition动画会让页面变慢甚至卡顿。所以我们通常添加transform:translate3D(0,0,0)或transform:translateZ(0)来开启移动端动画的GPU加速,让动画过程更加流畅。

    CSS3 animation

    animation 算是真正意义上的CSS3动画。通过对关键帧和循环次数的控制,页面标签元素会根据设定好的样式改变进行平滑过渡。而且关键帧状态的控制是通过百分比来控制的。

    比较

    CSS3最大的优势是摆脱了js的控制,并且能利用硬件加速以及实现复杂动画效果。

    Canvas动画

    canvas作为H5新增元素,是借助Web API来实现动画的。

    示例

    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Document</title>
        <style>
        *{
            margin:0;
            padding:0;
        }
        </style>
    </head>
    <body>
        <canvas id="canvas" width="700" height="550"></canvas>
        <script type="text/javascript">
            let canvas = document.getElementById("canvas");
            let ctx = canvas.getContext("2d");
            let left = 0;
            let timer = setInterval(function(){
                ctx.clearRect(0,0,700,550);
                ctx.beginPath();
                ctx.fillStyle = "#ccc";
                ctx.fillRect(left,0,100,100);
                ctx.stroke();
                if(left>700){
                    clearInterval(timer);
                }
                left += 1;
            },16);
        </script>
    </body>
    </html>
    注释:通过getContext()获取元素的绘制对象,通过clearRect不断清空画布并在新的位置上使用fillStyle绘制新矩形内容实现页面动画效果。

    比较

    Canvas主要优势是可以应对页面中多个动画元素渲染较慢的情况,完全通过javascript来渲染控制动画的执行。可用于实现较复杂动画。

    requestAnimationFrame

    requestAnimationFrame是另一种Web API,原理与setTimeout和setInterval类似,都是通过javascript持续循环的方法调用来触发动画动作。但是requestAnimationFrame是浏览器针对动画专门优化形成的APi,在性能上比另两者要好。

    通常,我们将执行动画的每一步传到requestAnimationFrame中,在每次执行完后进行异步回调来连续触发动画效果。

    示例

     1 <!DOCTYPE html>
     2 <html>
     3 <head>
     4     <title></title>
     5     <style type="text/css">
     6         * {
     7             margin:0;
     8             padding:0;
     9         }
    10         div {
    11             width: 200px;
    12             height: 200px;
    13             background-color: #ccc;
    14         }
    15     </style>
    16 </head>
    17 <body>
    18     <div id="rect"></div>
    19     <script type="text/javascript">
    20     window.requestAnimationFrame = window.requestAnimationFrame || window.mozRequestAnimationFrame || window.webkitRequestAnimationFrame ||
    21     window.msRequestAnimationFrame;
    22 
    23     let elem = document.getElementById("rect");
    24     let left = 0;
    25     //自动执行持续性回调
    26     requestAnimationFrame(step);
    27     //持续该改变元素位置
    28     function step() {
    29         if(left<window.innerWidth-200){
    30             left+=1;
    31             elem.style.marginLeft = left+"px";
    32             requestAnimationFrame(step);
    33         }
    34     }
    35     </script>
    36 </body>
    37 </html>
    我们注意到,requestAnimationFrame只是将回调的方法传入到自身的参数中执行,而不是通过setInterval调用。

    总结

    复杂的动画是通过一个个简单的动画组合实现的。基于兼容性问题,通常在项目中,一般在

    • 桌面端浏览器推荐使用javascript直接实现动画或SVG方式;
    • 移动端可以考虑使用CSS3 transition、CSS3 
      animation、Canvas或requestAnimationFrame方式**。
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