你可能不知道的 Animation 动画技巧与细节

Question

在 web 应用中，前端同学在实现动画效果时往往常用的几种方案：

1. css3 transition / animation - 实现过渡动画
2. setInterval / setTimeout - 通过设置一个间隔时间来不断的改变图像的位置
3. requestAnimationFrame - 通过一个回调函数来改变图像位置，由系统来决定这个回调函数的执行时机，比定时修改的性能更好，不存在失帧现象

在大多数需求中，css3 的 transition / animation 都能满足我们的需求，并且相对于 js 实现，可以大大提升我们的开发效率，降低开发成本。

本篇文章将着重对 animation 的使用做个总结，如果你的工作中动画需求较多，相信本篇文章能够让你有所收获：

• Animation 常用动画属性
• Animation 实现不间断播报
• Animation 实现回弹效果
• Animation 实现直播点赞效果
• Animation 与 Svg 又会擦出怎样的火花呢？
  1. Loading 组件
  2. 进度条组件
• Animation steps() 运用
  1. 实现打字效果
  2. 绘制帧动画

Animation 常用动画属性 参考资料

介绍完 animation 常用属性，为了将这些属性更好地理解与运用，下面将手把手实现一些 DEMO 具体讲述

Animation 实现不间断播报 Online Code

通过修改内容在父元素中的 y 轴的位置来实现广播效果

@keyframes scroll {   
  0%{
    transform: translate(0, 0);
  }
  100%{
    transform: translate(0, -$height);
  }
}

.ul {
  animation-name: scroll;
  animation-duration: 5s;
  animation-timing-function: linear;
  animation-iteration-count: infinite;
  /* animation: scroll 5s linear infinite; 动画属性简写 */
}

此处为了保存广播滚动效果的连贯性，防止滚动到最后一帧时没有内容， 需要多添加一条重复数据进行填充

<div class="ul">
  <div class="li">小刘同学加入了凹凸实验室</div>
  <div class="li">小邓同学加入了凹凸实验室</div>
  <div class="li">小李同学加入了凹凸实验室</div>
  <div class="li">小王同学加入了凹凸实验室</div>
    <!--   插入用于填充的数据数据 -->
  <div class="li">小刘同学加入了凹凸实验室</div>  
</div>

Animation 实现回弹效果 Online Code

通过将过渡动画拆分为多个阶段，每个阶段的 top 属性停留在不同的位置来实现

/* 规定动画，改变 top,opacity */
@keyframes animate {  
  0% {
    top: -100%;
    opacity: 0;
  }
  25% {
    top: 60;
    opacity: 1;
  }
  50% {
    top: 48%;
    opacity: 1;
  }
  75% {
    top: 52%;
    opacity: 1;
  }
  100%{
    top: 50%;
    opacity: 1;
  }
}

为了让过渡效果更自然，这里通过 cubic-bezier() 函数定义一个贝塞尔曲线来控制动画播放速度

过渡动画执行完后，为了将让元素应用动画最后一帧的属性值，我们需要使用 animation-fill-mode: forwards

.popup {
  animation-name: animate;
  animation-duration: 0.5s;
  animation-timing-function: cubic-bezier(0.21, 0.85, 1, 1);
  animation-iteration-count: 1;
  animation-fill-mode: forwards;
  /* animation: animate 0.5s cubic-bezier(0.21, 0.85, 1, 1) 1 forwards; 动画属性简写 */
}

Animation 实现点赞效果 Online Code

相信大多数同学都知道点赞效果，本文章会实现一个简易版的点赞效果，主要讲述一下实现思路：

1.为了让气泡可以向上偏移，我们需要先实现一个 y 轴方向上移动的 @keyframes 动画

/* 规定动画，改变 y 轴偏移距离*/
@keyframes animation-y { 
  0%{
   transform:  translate(-50%, 100px) scale(0);
  }
  50%{
   transform:  translate(-50%, -100px) scale(1.5);
  }
  100%{
    transform:  translate(-50%, -300px) scale(1.5);
  }
}

2.为了让气泡向上偏移时显得不太单调，我们可以再实现一个 x 轴方向上移动的 @keyframes 动画

/* 规定动画，改变 x 轴偏移距离 */
@keyframes animation-x {
  0%{
    margin-left: 0px;
  }
  25%{
    margin-left: 25px;
  }
  75%{
    margin-left: -25px;
  }
  100%{
    margin-left: 0px;
  }
}

这里我理解：

• 虽然是 修改 margin 来改变 x 轴偏移距离，但实际上与 修改 transform 没有太大的性能差异
• 因为通过 @keyframes animation-y 中的 transform 已经新建了一个 渲染层 ( PaintLayers )
• animation 属性 可以让该渲染层提升至 合成层(Compositing Layers) 拥有单独的 图形层 ( GraphicsLayer ) ，即开启了硬件加速 ，不会影响其他渲染层的 paint、layout
• 对于 合成层(Compositing Layers) 相关知识不是很了解的同学，可以阅读一下这篇文章 从浏览器渲染层面解析 css3 动效优化原理
• 如下图所示：

如笔者这里理解有误，还请读者大佬指出，感激不尽~

3.给气泡应用上我们所实现的两个 @keyframes 动画

.bubble {
  animation: animation-x 3s -2s linear infinite,animation-y 4s 0s linear 1;
/*  给 bubble 开启了硬件加速 */
}

4.在点赞事件中，通过 js 操作动态添加/移除气泡元素

function like() {
  const likeDom = document.createElement('div');
  likeDom.className = 'bubble'; // 添加样式
  document.body.appendChild(likeDom);  // 添加元素
  setTimeout( () => {
    document.body.removeChild(likeDom);  // 移除元素
  }, 4000)
}

Animation 与 Svg 绘制 loading/进度条 组件 Online Code

1.首先，我们使用 svg 绘制一个圆周长为 2 * 25 * PI = 157 的圆

<svg with='200' height='200' viewBox="0 0 100 100"  >
  <circle cx="50" cy="50" r="25"  fill="transparent" stroke-width="4" stroke="#0079f5" ></circie>
</svg>

2.将实线圆绘制成虚线圆，这里需要用 stoke-dasharray:50, 50 (可简写为 50) 属性来绘制虚线, stoke-dasharray 参考资料

• 它的值是一个数列，数与数之间用逗号或者空白隔开，指定 短划线(50px) 和 缺口(50px) 的长度。
• 由于 50(短划线) + 50(缺口) + 50(段划线) = 150, 150 < 157 ，无法绘制出完整的圆，所以会导致右边存在 缺口(7px)

  <svg with='200' height='200' viewBox="0 0 100 100"  >
  <circle cx="50" cy="50" r="25"  fill="transparent" stroke-width="4" stroke-dasharray="50" stroke="#0079f5" ></circie>
  </svg>
  

3. stroke-dashoffset 属性可以使圆的短划线和缺口产生偏移，添加 @keyframes 动画后能够实现从无到有的效果， stoke-dashoffset 参考资料

• 设置 stroke-dasharray="157 157 ",指定 短划线(157px) 和 缺口(157px) 的长度。
• 添加 @keyframes 动画 修改 stroke-dashoffset 值 , 值为 正数 时 逆时针偏移， 值为 负数 时， 顺时针偏移

@keyframes loading {
  0%{
    stroke-dashoffset: 0;
  }
  100%{
    stroke-dashoffset: -157; /* 线条顺时针偏移 */
  }
}
circle{
    animation: loading 1s 0s ease-out infinite;
}

4.修改短划线和缺口值

• 为了让 loading 组件线条可见，我们需要一个 50px 的短划线，设置 stroke-dasharray="50"
• 为了让短划线发生偏移后可以完全消失， 缺口需要大于或等于圆周长 157 ，设置 stroke-dasharray="50 157"
• 添加 @keyframes 动画，为了让 动画结束时仍处理动画开始位置 ，需要 修改 stroke-dashoffset:-207(短划线+缺口长度)
• 进度条也是类似原理，帮助理解 stroke-dashoffset 属性，具体实现请查看 示例

@keyframes loading {
  0%{
    stroke-dashoffset: 0;
  }
  100%{
    stroke-dashoffset: -207; /* 保证动画结束时仍处理动画开始位置 */
  }
}
circle{
    animation: loading 1s 0s ease-out infinite;
}

Animation steps() 运用

steps() 是 animation-timing-function 的属性值

animation-timing-function : steps(number[, end | start])

• steps 函数指定了一个阶跃函数，它接受 两个参数
• 第一个参数接受一个整数值 ，表示两个关键帧之间分几步完成
• 第二个参数有两个值 start or end 。默认值为 end
• step-start 等同于 step(1, start)。step-end 等同于 step(1, end)

steps 适用于关键帧动画，第一个参数将 两个关键帧 细分为 N 帧 ，第二个参数决定从一帧到另一帧的中间间隔是用 开始帧 还是 结束帧 来进行填充。

看下图可以发现:

• steps(N, start) 将动画分为 N 段 ，动画在每一段的 起点 发生阶跃（即图中的空心圆 → 实心圆),动画结束时停留在了第 N 帧
• steps(N, end) 将动画分为 N 段 ，动画在每一段的 终点 发生阶跃（即图中的空心圆 → 实心圆),动画结束时第 N 帧已经被跳过（即图中的空心圆 → 实心圆)，停留在了 N+1 帧。

steps() 参考资料

实践出真知！

Animation 实现打字效果 Online Code

• 此处用英文字母(I'm an O2man.) 举例，一共有 13 个字符。[经测试，多数中文字体每个字符宽高都相等]
• steps(13) 可以将 @keyframes 动画分为 13 阶段 运行，且 每一阶段运行距离相等 。

  效果如下：

/* 改变容器宽度 */
@keyframes animate-x { 
  0%{
    width: 0;
  }
}

p { 
    width: 125px;
    overflow: hidden;
    border-right: 1px solid transparent;
    animation: animate-x 3s 0s steps(13) 1 forwards;   
}

• 可以发现仅仅这样还不够，动画运行过程中出现了字符被截断的情况，为了保证每个阶段运行后能准确无误地显示当前所处阶段的字符，我们还需要保证 每个字符的 width 与动画每一阶段运行的距离相等
• 设置 Monaco 字体属性，用以保证 每个字符的 width 相同 ，具体像素受 fontSize 属性影响，示例中的字体宽度约为 9.6px， 9.6px * 13(段数) = 124.8px (125px) ，所以当我们设置容器宽度为 125px，即可的达成目的： 每个字符的 width 与动画每一阶段运行的距离相等（约为 9.6px ) 。

  p { 
    /* 设置 Monaco 字体属性，字体大小为 16px，用以保证每个字符的 width 相同，width 约为 9.6p */
    font-family: Monaco; 
    /* 9.6px * 13 = 124.8px (125px) */
    width: 125px ;
    font-size: 16px;
    overflow: hidden;
    border-right: 1px solid transparent;
    /* 同时应用动画 animate-x、cursor-x */
    animation: animate-x 3s 0s steps(13) 1 forwards,cursor-x 0.4s 0s linear infinite;  
  }
  

Animation 实现帧动画 Online Code

• 这里我们拿到了一张 47 帧 的 雪碧图（css spirit） ,设置背景图

.main {
  width: 260px;
  height: 200px;
  background: url(url) no-repeat;
  background-size: 100%;
  background-position: 0 0;
}

• 添加 @keyframes 修改 background-position ，让背景图移动

@keyframes animate { 
    0% {
        background-position: 0 0;
    }

    100% {
        background-position: 0 100%;
    }
}
.main{
  width: 260px;
  height: 200px;
  background: url(url) no-repeat;
  background-size: 100%;
  background-position: 0 0;
  animation: animate 2s 1s steps(47) infinite alternate;
}

• 同时, css 还提供了 animation-play-state 用于控制动画是否暂停

input:checked+.main{
    animation-play-state: paused;
}

文章篇幅较长，感谢大家的阅读，希望各位看客能够有所收获~ ~ ~

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参考资料

CSS 参考手册
SVG 学习之 stroke-dasharray 和 stroke-dashoffset 详解
理解 CSS3 Animation 中的 steps()
【译】css 动画里的 steps() 用法详解
CSS Will Change