CSS3动画那么强,requestAnimationFrame还有毛线用?

这篇文章发布于 2013年09月30日,星期一,19:12,归类于 Web综合。 阅读 422151 次, 今日 17 次 112 条评论

 

一、哟,requestAnimationFrame, 新同学,先自我介绍下

大家好
Hello, 大家好,我就是风姿卓越,万种迷人的requestAnimationFrame,呵呵呵呵。很高兴和大家见面,请多指教!

平静的众人
。。。。

小丸子无奈
咳咳,大家不要一副不屑的样子嘛。跟你讲,我可是很有用的。所谓人如其名,看我名字这么长,表意为“请求动画帧”,明摆着一副很屌的样子!

平静的众人
。。。。按照这种说法,“樱桃小丸子”就是樱桃做的丸子咯,恩,看脑袋确实蛮像的~

樱桃小丸子汗
。。。。

想到明天就是国庆大假,今天我就小人不记大人过。给你们来副震精的图:

帧丢失示意

相当一部分的浏览器的显示频率是16.7ms, 就是上图第一行的节奏,表现就是“我和你一步两步三步四步往前走……”。如果我们火力搞猛一点,例如搞个10ms setTimeout,就会是下面一行的模样——每第三个图形都无法绘制(红色箭头指示),表现就是“我和你一步两步 坑 四步往前走……”。

囊爹(なんでよ)?

国庆北京高速,最多每16.7s通过一辆车,结果,突然插入一批setTimeout的军车,强行要10s通过。显然,这是超负荷的,要想顺利进行,只能让第三辆车直接消失(正如显示绘制第三帧的丢失)。然,这是不现实的,于是就有了会堵车!

同样的,显示器16.7ms刷新间隔之前发生了其他绘制请求(setTimeout),导致所有第三帧丢失,继而导致动画断续显示(堵车的感觉),这就是过度绘制带来的问题。不仅如此,这种计时器频率的降低也会对电池使用寿命造成负面影响,并会降低其他应用的性能。

这也是为何setTimeout的定时器值推荐最小使用16.7ms的原因(16.7 = 1000 / 60, 即每秒60帧)。

而我requestAnimationFrame就是为了这个而出现的。我所做的事情很简单,跟着浏览器的绘制走,如果浏览设备绘制间隔是16.7ms,那我就这个间隔绘制;如果浏览设备绘制间隔是10ms, 我就10ms绘制。这样就不会存在过度绘制的问题,动画不会掉帧,自然流畅的说~~

内部是这么运作的:
浏览器(如页面)每次要洗澡(重绘),就会通知我(requestAnimationFrame):小丸子,我要洗澡了,你可以跟我一起洗哦!

这是资源非常高效的一种利用方式。怎么讲呢?

  1. 就算很多个小丸子要一起洗澡,浏览器只要通知一次就可以了。而setTimeout貌似是多个独立绘制。
  2. 页面最小化了,或者被Tab切换关灯了。页面是不会洗澡的,自然,小丸子也不会洗澡的(没通知啊)。页面绘制全部停止,资源高效利用。

肿么样?requestAnimationFrame桑麻我果然是万千迷人的吧!!

不错哦,四基佬表情
耶!果然有料,不是看上去的平板电脑。

花痴 小丸子
唷~夸得人家都不好意思了!

平静的众人
。。。。那你的兼容性如何

我啊 小丸子
我的兼容性啊~~ 孬,见下面~

requestAnimationFrame的兼容性表 张鑫旭-鑫空间-鑫生活

平静的众人
Android设备压根就不支持嘛!其他设备基本上跟CSS3动画的支持一模一样嘛。

我说小美女,据我所知,CSS3 transitionanimation动画也是走的跟你一样的绘制原理(补充于2013-10-09:根据自己后来的测试,发现,CSS3动画在Tab切换回来的时候,动画表现并不暂停;通过Chrome frames工具测试发现,Tab切换之后,计算渲染绘制都停止,Tab切换回来时似乎通过内置JS计算了动画位置实现重绘,造成动画不暂停的感觉)。但是人家的实现轻松很多啊,而且相当强大,那你还有个毛线用!你该想想你一直鲜有人问津的原因了!

二、反击吧,requestAnimationFrame同学

反击
基佬们,你们的眼界太狭隘了,观点太肤浅的。首先从哲学宏观讲,事物存在必有其道理。因此,本大人肯定是有价值的。

平静的众人
那你到说说你有纳尼价值~~~

反击
准备好了木有,待会儿说出来吓死你们。听好了,足足有3大点:
1. 统一的向下兼容策略
虽说CSS3实现动画即高效又方便,但是对于PC浏览器,IE8, IE9之流,你想兼容实现某些动画效果,比方说淡入淡出,敢问,你怎么实现?

看你们那副呆若木鸡的表情就知道了,IE10+ CSS3实现,IE9-之流JS setTimeout实现,我说累不累啊,两套完全不同的style. 你改下动画时间是不是要改两处?但是我requestAnimationFramesetTimeout非常类似,都是单回调,用法也类似。

var handle = setTimeout(renderLoop, PERIOD);
var handle = requestAnimationFrame(renderLoop);

requestAnimationFrame调用一次只会重绘一次动画,因此,如果想要实现联系动画,就使用renderLoop反复蹂躏我吧~

受虐

So,如果想要简单的兼容,可以这样子:

window.requestAnimFrame = (function(){
  return  window.requestAnimationFrame       ||
          window.webkitRequestAnimationFrame ||
          window.mozRequestAnimationFrame    ||
          function( callback ){
            window.setTimeout(callback, 1000 / 60);
          };
})();

但是呢,并不是所有设备的绘制时间间隔是1000/60 ms, 以及上面并木有cancel相关方法,所以,就有下面这份更全面的兼容方法:

(function() {
    var lastTime = 0;
    var vendors = ['webkit', 'moz'];
    for(var x = 0; x < vendors.length && !window.requestAnimationFrame; ++x) {
        window.requestAnimationFrame = window[vendors[x] + 'RequestAnimationFrame'];
        window.cancelAnimationFrame = window[vendors[x] + 'CancelAnimationFrame'] ||    // Webkit中此取消方法的名字变了
                                      window[vendors[x] + 'CancelRequestAnimationFrame'];
    }

    if (!window.requestAnimationFrame) {
        window.requestAnimationFrame = function(callback, element) {
            var currTime = new Date().getTime();
            var timeToCall = Math.max(0, 16.7 - (currTime - lastTime));
            var id = window.setTimeout(function() {
                callback(currTime + timeToCall);
            }, timeToCall);
            lastTime = currTime + timeToCall;
            return id;
        };
    }
    if (!window.cancelAnimationFrame) {
        window.cancelAnimationFrame = function(id) {
            clearTimeout(id);
        };
    }
}());

上JS可点击这里下载。

然后,我们就可以以使用setTimeout的调调使用requestAnimationFrame方法啦,IE6也能支持哦!

不错哦,四基佬表情
耶耶耶!……

承蒙赏识 小丸子
多谢捧场!(*^__^*) 嘻嘻……

2. CSS3动画不能应用所有属性
使用CSS3动画可以改变高宽,方位,角度,透明度等等。但是,就像六道带土也有弱点一样,CSS3动画也有属性鞭长莫及。比方说scrollTop值。如果我们希望返回顶部是个平滑滚动效果,就目前而言,CSS3似乎是无能为力的。此时,还是要JS出马,势必,我requestAnimationFrame大人就可以大放异彩,万众瞩目啦,哈哈哈哈哈哈哈~~

哈哈哈哈~~

比方说点下面这个按钮,滚上去再滚下来,哈哈~


不错哦,四基佬表情
哟哟哟,不错不错,刮目相看啊,丸子~~

承蒙赏识 小丸子
人家不禁夸的啦~~

3. CSS3支持的动画效果有限
由于CSS3动画的贝塞尔曲线是一个标准3次方曲线(详见:贝塞尔曲线与CSS3动画、SVG和canvas的基情),因此,只能是:Linear, Sine, Quad, Cubic, Expo等,但对于Back, Bounce等缓动则只可观望而不可亵玩焉。

下面这张图瞅瞅,那些波澜壮阔的曲线都是CSS3木有的~~

动画曲线大全 张鑫旭-鑫空间-鑫生活

咋办,咋办?只能是JS实现啦,于是,本大人我requestAnimationFrame可以再一次大放异彩啦,啊哈哈哈!

平静的众人
得意的太早了吧,这些动画曲线看上去很复杂,偶们显然驾驭不了了。

了不起 丸子
就知道你们这些基佬中看不中用。先给大家普及下缓动(Tween)知识吧:

  • Linear:无缓动效果
  • Quadratic:二次方的缓动(t^2)
  • Cubic:三次方的缓动(t^3)
  • Quartic:四次方的缓动(t^4)
  • Quintic:五次方的缓动(t^5)
  • Sinusoidal:正弦曲线的缓动(sin(t))
  • Exponential:指数曲线的缓动(2^t)
  • Circular:圆形曲线的缓动(sqrt(1-t^2))
  • Elastic:指数衰减的正弦曲线缓动
  • 超过范围的三次方缓动((s+1)*t^3 – s*t^2)
  • 指数衰减的反弹缓动

每个效果都分三个缓动方式,分别是(可采用后面的邪恶记忆法帮助记忆):

  • easeIn:从0开始加速的缓动,想象OOXX进去,探路要花时间,因此肯定是先慢后快的;
  • easeOut:减速到0的缓动,想象OOXX出来,肯定定先快后慢的,以防掉出来;
  • easeInOut:前半段从0开始加速,后半段减速到0的缓动,想象OOXX进进出出,先慢后快然后再慢。

每周动画效果都有其自身的算法。我们都知道jQuery UI中就有缓动,As脚本也内置了缓动,其中的运动算法都是一致的。我特意弄了一份,哦呵呵呵~~(因为较高,滚动显示),或GitHub访问

/*
 * Tween.js
 * t: current time(当前时间)
 * b: beginning value(初始值)
 * c: change in value(变化量)
 * d: duration(持续时间)
*/
var Tween = {
    Linear: function(t, b, c, d) { return c*t/d + b; },
    Quad: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return c * (t /= d) * t + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return -c *(t /= d)*(t-2) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * t * t + b;
            return -c / 2 * ((--t) * (t-2) - 1) + b;
        }
    },
    Cubic: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return c * (t /= d) * t * t + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return c * ((t = t/d - 1) * t * t + 1) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * t * t*t + b;
            return c / 2*((t -= 2) * t * t + 2) + b;
        }
    },
    Quart: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return c * (t /= d) * t * t*t + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return -c * ((t = t/d - 1) * t * t*t - 1) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * t * t * t * t + b;
            return -c / 2 * ((t -= 2) * t * t*t - 2) + b;
        }
    },
    Quint: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return c * (t /= d) * t * t * t * t + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return c * ((t = t/d - 1) * t * t * t * t + 1) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * t * t * t * t * t + b;
            return c / 2*((t -= 2) * t * t * t * t + 2) + b;
        }
    },
    Sine: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return -c * Math.cos(t/d * (Math.PI/2)) + c + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return c * Math.sin(t/d * (Math.PI/2)) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            return -c / 2 * (Math.cos(Math.PI * t/d) - 1) + b;
        }
    },
    Expo: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return (t==0) ? b : c * Math.pow(2, 10 * (t/d - 1)) + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return (t==d) ? b + c : c * (-Math.pow(2, -10 * t/d) + 1) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if (t==0) return b;
            if (t==d) return b+c;
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * Math.pow(2, 10 * (t - 1)) + b;
            return c / 2 * (-Math.pow(2, -10 * --t) + 2) + b;
        }
    },
    Circ: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return -c * (Math.sqrt(1 - (t /= d) * t) - 1) + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return c * Math.sqrt(1 - (t = t/d - 1) * t) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d / 2) < 1) return -c / 2 * (Math.sqrt(1 - t * t) - 1) + b;
            return c / 2 * (Math.sqrt(1 - (t -= 2) * t) + 1) + b;
        }
    },
    Elastic: {
        easeIn: function(t, b, c, d, a, p) {
            var s;
            if (t==0) return b;
            if ((t /= d) == 1) return b + c;
            if (typeof p == "undefined") p = d * .3;
            if (!a || a < Math.abs(c)) {
                s = p / 4;
                a = c;
            } else {
                s = p / (2 * Math.PI) * Math.asin(c / a);
            }
            return -(a * Math.pow(2, 10 * (t -= 1)) * Math.sin((t * d - s) * (2 * Math.PI) / p)) + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d, a, p) {
            var s;
            if (t==0) return b;
            if ((t /= d) == 1) return b + c;
            if (typeof p == "undefined") p = d * .3;
            if (!a || a < Math.abs(c)) {
                a = c; 
                s = p / 4;
            } else {
                s = p/(2*Math.PI) * Math.asin(c/a);
            }
            return (a * Math.pow(2, -10 * t) * Math.sin((t * d - s) * (2 * Math.PI) / p) + c + b);
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d, a, p) {
            var s;
            if (t==0) return b;
            if ((t /= d / 2) == 2) return b+c;
            if (typeof p == "undefined") p = d * (.3 * 1.5);
            if (!a || a < Math.abs(c)) {
                a = c; 
                s = p / 4;
            } else {
                s = p / (2  *Math.PI) * Math.asin(c / a);
            }
            if (t < 1) return -.5 * (a * Math.pow(2, 10* (t -=1 )) * Math.sin((t * d - s) * (2 * Math.PI) / p)) + b;
            return a * Math.pow(2, -10 * (t -= 1)) * Math.sin((t * d - s) * (2 * Math.PI) / p ) * .5 + c + b;
        }
    },
    Back: {
        easeIn: function(t, b, c, d, s) {
            if (typeof s == "undefined") s = 1.70158;
            return c * (t /= d) * t * ((s + 1) * t - s) + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d, s) {
            if (typeof s == "undefined") s = 1.70158;
            return c * ((t = t/d - 1) * t * ((s + 1) * t + s) + 1) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d, s) {
            if (typeof s == "undefined") s = 1.70158; 
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * (t * t * (((s *= (1.525)) + 1) * t - s)) + b;
            return c / 2*((t -= 2) * t * (((s *= (1.525)) + 1) * t + s) + 2) + b;
        }
    },
    Bounce: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return c - Tween.Bounce.easeOut(d-t, 0, c, d) + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d) < (1 / 2.75)) {
                return c * (7.5625 * t * t) + b;
            } else if (t < (2 / 2.75)) {
                return c * (7.5625 * (t -= (1.5 / 2.75)) * t + .75) + b;
            } else if (t < (2.5 / 2.75)) {
                return c * (7.5625 * (t -= (2.25 / 2.75)) * t + .9375) + b;
            } else {
                return c * (7.5625 * (t -= (2.625 / 2.75)) * t + .984375) + b;
            }
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if (t < d / 2) {
                return Tween.Bounce.easeIn(t * 2, 0, c, d) * .5 + b;
            } else {
                return Tween.Bounce.easeOut(t * 2 - d, 0, c, d) * .5 + c * .5 + b;
            }
        }
    }
}
Math.tween = Tween;

于是,借助大人我requestAnimationFrame以及上面的动画算法,各种动画效果所向披靡了,哈哈哈哈!!

不错哦,四基佬表情
哇哦哇哦,大赞!可不可以给我们这些鼠辈开开眼界?

了不起 丸子
明天放假,老娘心情好,就给你们露一手,实现个铁球落下的效果。

您可以狠狠地点击这里:requestAnimationFrame+Tween缓动小球落地效果

截图如下:
小球截图 张鑫旭-鑫空间-鑫生活

相关源代码可以参见demo页面源代码——直接右键即可以。核心动画部分的脚本是:

funFall = function() {
    var start = 0, during = 100;
    var _run = function() {
         start++;
         var top = Tween.Bounce.easeOut(start, objBall.top, 500 - objBall.top, during);
         ball.css("top", top);
         shadowWithBall(top);    // 投影跟随小球的动
         if (start < during) requestAnimationFrame(_run);
    };
    _run();
};

太棒了 基佬们
我靠!太劲爆了!太带感了!丸子殿下,你太牛逼啦!!

耶 小丸子
嘻嘻,小意思啦,诸位!最后,预祝大家节日快乐!!

补充于2014-02-08
新年伊始,根据这篇翻译文章一些测试说法,FireFox/Chrome浏览器对setInterval, setTimeout做了优化,页面处于闲置状态的时候,如果定时间隔小于1秒钟(1000ms),则停止了定时器。与requestAnimationFrame有类似行为。但如果时间间隔大于或等于1000ms,定时器依然执行,即使页面最小化或非激活状态。

参见下表:

setInterval requestAnimationFrame
IE 无影响 暂停
Safari 无影响 暂停
Firefox >=1s 1s - 3s
Chrome >=1s 暂停
Opera 无影响 暂停

相关链接

  • http://easings.net/zh-cn
  • http://www.jiawin.com/requestanimationframe-animation-windmill/
  • http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ie/hh920765(v=vs.85).aspx
  • http://www.paulirish.com/2011/requestanimationframe-for-smart-animating/
  • http://caniuse.com/#search=requestAnimationFrame
  • https://github.com/zhangxinxu/Tween/blob/master/tween.js
  • http://www.cnblogs.com/cloudgamer/archive/2009/01/06/tween.html
  • http://blog.segmentfault.com/humphry/1190000000386368

(本篇完)

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发表评论(目前112 条评论)

  1. findmoon说道:

    兼容的代码处理中,关于间隔时间的计算是不是不正确?

    哪第一次计算来说,第一次 lastTime=0,如下代码计算后,timeToCall 为0,也就是立即执行计算。

    “`js
    var currTime = new Date().getTime();
    var timeToCall = Math.max(0, 16.7 – (currTime – lastTime));
    “`

    能帮忙解答下吗?

  2. 小艾说道:

    关于第三点的css3不能做出复杂的动画?css3的矩阵不行吗?

  3. 拓海说道:

    受益匪浅,写的太好了。

  4. jsss的小弟说道:

    懂了懂了,给大佬上香

  5. jsss说道:

    我告诉你css3动画一个缺点, 就是它的所有动画api都是操作document元素的, 性能在好又有什么用! 就凭这一点就不能跟requestAnimationFrame比, 懂了吗?

    • aurora说道:

      ??????是哪来的证据让你下这种结论的,css3合成层基于GPU的渲染哪就操作DOM了

  6. 燃烧我的卡路里说道:

    Tween的算法是哪里来的啊? 看了下Tween的源码,关于曲线这里他并没有这么多详细的参数啊。想用Elastic和Back 但是多出来的参数又不知道是什么! 求助大神

  7. T ll说道:

    小球例子里的zhangxixnu写错了

  8. tsdd说道:

    是的,博主的技术毫无疑问非常强,但是每次看博主的文章非常费劲,没用的干扰太多了。如果博主的风格和阮一峰一样,那简直太幸福了

  9. shangTou说道:

    按钮在firefox60.0.1 (64 位)没效果。

  10. 说道:

    说重点, 搞了半天不知道你说什么.

  11. autu说道:

    你代码被抄袭了? 重点是著名
    https://github.com/inorganik/countUp.js/blob/master/countUp.js
    50行:
    // make sure requestAnimationFrame and cancelAnimationFrame are defined
    // polyfill for browsers without native support
    // by Opera engineer Erik Möller

  12. caicai说道:

    技术精湛,例子幽默

  13. 一个水滴说道:

    写得好

  14. 馒头说道:

    我觉得setTimeout替代requestAnimationFrame的插件是不对的,因为如果页面有多个requestAnimationFrame时候,requestAnimationFrame里面的代码是统一执行的,不是单独执行的。而setTimeout是单独执行的,那这样就会有很大的性能问题,如果一个页面有100个动画,那兼容代码就得执行100次setTimeout,是不对的。为了保持性能一致,setTimeout的时候,触发自定义事件trigger(‘requestAnimationFrame’),在各个动画里面绑定on.(‘requestAnimationFrame’) 事件,保持全局一个setTimeout 事件

  15. Cloud9说道:

    Nice

  16. 旺季革说道:

    新人 久闻张鑫旭
    故留言到此一游

  17. 44444444说道:

    最好看过浏览器c++的代码再来装逼

  18. ayaya说道:

    setTimeout为10ms,为什么我感觉应该丢失的是第二帧,第一帧10ms后进行绘制,此时浏览器刚开始进行渲染。然后过10ms,此时还没达到浏览器的显示频率是16.7ms,所以第二帧丢失,再过10ms,距离第一次绘制已经过去20ms了大于16.7ms,所以第三帧可以绘制,这样理解有问题吗

  19. 说道:

    12

  20. 补充留言说道:

    document.querySelector(‘button’).onclick = function(){

    var oT = document.body.scrollTop,flag = ‘up’;

    var moveup = function(){

    var ot = document.body.scrollTop;
    if( flag == ‘up’ ){

    ot -= 20;
    if(ot = oT){
    ot = oT;
    flag = ‘stop’;
    }

    }
    console.log(ot)
    document.body.scrollTop = ot;
    var x = requestAnimationFrame(moveup);
    if(flag == ‘stop’){
    cancelAnimationFrame(x);
    }
    }

    if(oT){
    moveup();
    }

    }
    大神页面中那个向上的按钮对应的js缺少一个取消的效果以及scrollTop的兼容最好,见笑了

  21. zhu说道:

    关于easeIn,easeOut的解释。。。佩服佩服

  22. mushroom说道:

    男神,接受我的膜拜~~~~

  23. crixusshen说道:

    写得很棒,很喜欢你这种风格。