分享一个即插即用的私藏缓动动画JS小算法

这篇文章发布于 2017年01月17日,星期二,00:56,归类于 JS实例。 阅读 35053 次, 今日 25 次 30 条评论

 

一、动画算法的故事

甜如初恋

人是一种恋旧的动物,即使过了很多年,即使小屁孩已经学会了打酱油,但是,这心中那,总是时不时会想起初恋的那个她,虽未提及,但在心里。

如果动画算法是恋人的话,那也有类似的故事。

当年还是个青涩男孩的时候,什么都是懵懵懂懂,实现效果要么干巴巴,要么拿来主义。直到一次偶然的邂逅,一次冥冥中注定的邂逅,我遇到了她,她是如此简单可爱,让我过目不忘。于是,一下子自己仿佛打开了一扇新的窗,有了她的相伴,实现的效果不再是干巴巴的,而是开始有了绚丽的色彩,开始有了灵动的气息。

后来,我成长了,接触了越来越多的外面的世界,遇到了越来越多是动画算法,这些算法确实很美,实现的效果更佳的炫丽,甚至将她们全部收纳整理成了后宫家族(可参考之前“如何使用Tween.js各类原生动画运动缓动算法”这篇文章),但是,实际开发的时候,使用的最多的还是最初的那个她,不仅是因为她给我带来了很多美好的回忆,更重要的是这么多年过去了,她一直保持着那份简单,和外面的那些妖艳*货完全不一样。

而这个相伴自己最久,最无法忘怀的、使用最多的她就是本文要分享的私藏的动画小算法。

Tween.js中的动画算法虽然标准全面且强大,但是,里面的公式略复杂,根本就记不住,每次使用都要去找一下,甚是麻烦。

而且,平时开发,绝大多数场景下,我们并不需要是那种弹来弹去的浮夸效果,有点缓动就可以,本文要分享的动画小算法就是一个简单的缓动小算法。

二、即插即用的缓动小算法

原理如下:

假设要从数值A变化到数值B,如果是线性运动,则每次移动距离是一样;如果是缓动,每次移动距离不一样。那如何才能不一样呢?很简单,按比例移动就可以。

例如:每次移动剩余距离的一半。

对吧,超容易理解的。

比方说:你和初恋之间距离是64,每秒移动一半,则,你们之间的距离下一秒就是32, 再下一秒就是16,然后8,然后4,然后2,然后1,然后……你们就在一起了。你们在一起的这个过程就是一个典型的先快后慢的缓动运动过程,如下示意图:

位置移动标注示意图

用一个简单的公式表示就是:

A = A + (B - A) / 2

翻译一下就是:

我下一秒的位置 = 现在位置 + 现在和初恋之间距离的一半

是不是很好理解。

而上面的A = A + (B - A) / 2就是本文要介绍的即插即用的缓动小算法。

当然要实际使用还是需要做一点点的处理的,首先,既然是运动,那就离不开定时器,我们可以使用requestAnimationFrame,对于不支持的浏览器,可以使用下面的兼容代码:

// requestAnimationFrame的兼容处理
if (!window.requestAnimationFrame) {
    requestAnimationFrame = function(fn) {
        setTimeout(fn, 17);
    };	
}

下面我们套用一个简单的实例,看看这个算法是如何应用的,就是非常常见的返回顶部效果。很多网站返回顶部要么直接“啪”到顶部,要么动画按部就班没有灵性,这里演示下如何使用寥寥数行代码,实现带缓动的返回顶部效果。点击下面的按钮即可看到返回顶部效果

点击按钮执行的是下面的backToTop()方法:

// 滚动到顶部缓动实现
// rate表示缓动速率,默认是2
var backToTop = function (rate) {
    var doc = document.body.scrollTop? document.body : document.documentElement;
    var scrollTop = doc.scrollTop;
    
    var top = function () {
        scrollTop = scrollTop + (0 - scrollTop) / (rate || 2);
        
        // 临界判断,终止动画
        if (scrollTop <= 1) {
            doc.scrollTop = 0;
            return;
        }
        doc.scrollTop = scrollTop;
        // 动画gogogo!
        requestAnimationFrame(top);    
    };
    top();
};

其中,代码的核心是:

scrollTop = scrollTop + (0 - scrollTop) / (rate || 2);

scrollTop表示公式的A, 滚动到顶部滚动高度是0,因此,上面的0,实际上就是公式的B, 而公式中的2表示缓动速率,实际开发的时候是可以灵活调整的,缓动速率范围是1到无穷大,速率值越小,运动越快。比如说上面的返回顶部效果,我们把缓动速率改成4,点击下面的按钮感受效果:

可以明显感觉到,返回顶部使用的时间变长了,速度变慢了,缓动体验也更明显了。

等比例靠近理论上最终只会无穷靠近,并不会真正的相等,也就是动画永远没有结束的时候,所以说需要做一个临界判断,也就是距离小到一定数目的时候,直接等于目标值,并终止动画。例如,上面的返回顶部,就是当距离顶部滚动高度小于1的时候,直接返回顶部,并终止动画。

if (scrollTop < 1) {
    doc.scrollTop = 0;
    return;
}

我们最近刚上线不久的新版的起点移动站(https://m.qidian.com)的返回顶部效果就是使用的这个缓动小算法。

返回顶部截图示意

当然,起点M站使用这个动画小算法的地方不止这一个,比方说首页最近阅读的小球是可以移动的,惯性运动动画效果就是用的该算法,还是书籍阅读页面水平看书模式时候移来移去的翻页效果,也是此算法;垂直模式时候点击翻屏也是该算法等等。

用得非常多,因为简单,不需要查资料直接可以写出来,只要记住“等比例靠近”这个词,就不会忘记该怎么实现,永远忘不了的初恋就是这种感觉。

更新于2019-11-28

实际开发时候有时候不是滚动到顶部,而是任意位置,于是对上面方法改造了下:

// 滚动到顶部缓动实现
// rate表示缓动速率,默认是2
window.scrollTopTo = function (top, callback) {
    var scrollTop = document.scrollingElement.scrollTop;
    var rate = 2;

    var funTop = function () {
        scrollTop = scrollTop + (top - scrollTop) / rate;

        // 临界判断,终止动画
        if (Math.abs(scrollTop - top) <= 1) {
            document.scrollingElement.scrollTop = top;
            callback && callback();
            return;
        }
        document.scrollingElement.scrollTop = scrollTop;
        // 动画gogogo!
        requestAnimationFrame(funTop);
    };
    funTop();
};

其中:

top
必需。Number。垂直方向希望滚动的位置。
callback
必需。Function。滚动到指定位置时候的回调方法。

滚动速率内置了,是2,因为实际开发速率调整并不常用。

总之,经过改造后,滚动到顶部的这个方法变得实用多了。

三、即插即用的缓动小算法变身

如果项目很多地方使用该算法,每次都写一遍requestAnimationFrame和边界判断是很啰嗦的,于是,我们可以把算法变个身,例如下面这样:

Math.easeout = function (A, B, rate, callback) {
    if (A == B || typeof A != 'number') {
        return;    
    }
    B = B || 0;
    rate = rate || 2;
    
    var step = function () {
        A = A + (B - A) / rate;
        
        if (A < 1) {
            callback(B, true);
            return;
        }
        callback(A, false);
        requestAnimationFrame(step);    
    };
    step();
};

其中:

  • A是起始位置;
  • B是目标位置;
  • rate是缓动速率;
  • callback是变化的位置回调,支持两个参数,valueisEnding,表示当前的位置值(数值)以及是否动画结束了(布尔值);

于是,我们的返回顶部效果可以这么使用:

var doc = document.body.scrollTop? document.body : document.documentElement;
Math.easeout(doc.scrollTop, 0, 4, function (value) {
    doc.scrollTop = value;
});


可以看到效果是一样的棒棒哒。

更关键点是我们的算法可以全局无限制重复利用啦!

四、结束语

本文有3个按钮,每个按钮点击都会有带缓动的返回顶部的效果,如果您发现您的浏览器按钮点击没效果,或者没按钮,则多半您访问的不是原出处。

根据我自己的猜测,Tween.js标准的缓动算法中,应该有类似本文的小算法的,应该就是某个easeOut方法。但是,具体实现上还是会有一些差异的,Tween.js是基于时间来做算法的,而本文的Math.easeout算法是基于缓动速率的,最终的时间是不固定的,受起始和终止位置的距离的影响,也正是这个原因,本文的缓动动画算法更好理解更容易记忆,因为现实世界距离是真实的容易感知的,时间是虚幻的无法捕捉的,正好和本文的算法距离驱动而非时间驱动相映射,容易形成共识。

恩,就说这么多吧。

感谢阅读,欢迎交流,更欢迎大力分享,你瞧,我把珍藏的初恋都分享出来了,还不点赞分享支持下。

(本篇完)

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发表评论(目前30 条评论)

  1. bobo说道:

    有bug 改了一下

    function easeout(A, B = 0, rate = 2, callback) {
    if (A === B || typeof A !== ‘number’) {
    return;
    }

    const step = function() {
    A = A + (B – A) / rate;
    callback(A, true);
    if (Math.abs(A – B) < 1) {
    callback(A, false);
    return;
    }
    requestAnimationFrame(step);
    };
    step();
    }

  2. 琉璃说道:

    诙谐幽默,甚是喜欢

  3. ddd说道:

    ie都不好使啊 机上那个佳能处理的也不好啊

    • 测过说道:

      我试过了可以的啊,你是不是使用了DOM2监听按钮点击事件啊?IE不支持DOM2级的事件

  4. 可儿说道:

    旭哥我和我的姐们一直把你认为是神一样的存在,都超级的喜欢你。

  5. 徐徐徐徐徐说道:

    +1s 心有感触

  6. 徐昆龙说道:

    这个动画,一直没搞明白,看了这篇后,都懂了,真是好文!

  7. 依韵说道:

    这个只能往上动 而且结束必须是0,我改写了下:
    var _easeout = function(start, end, rate, callback) {
    var _end = end;
    if (start == end || typeof start != ‘number’) {
    return;
    }
    end = end || 0;
    rate = rate || 2;

    var step = function() {
    start = start + (end – start) / rate;
    if (Math.abs(start – _end) < 1) {

    // if (start < 1) {
    console.log('end');
    callback(end, true);
    return;
    }
    callback(start, false);
    requestAnimationFrame(step);
    };
    step();
    };

    调用
    var doc = document.body.scrollTop !== undefined ? document.body : document.documentElement;
    console.log('start', doc.scrollTop);
    console.log('end', end);
    _easeout(doc.scrollTop, end, 2, function(value) {
    doc.scrollTop = value;
    });
    结束的判断修改了。还有
    var doc = document.body.scrollTop !== undefined ? document.body : document.documentElement;
    没有滚动 在顶部时,document.body.scrollTop为0 会取成 document.documentElement; 就不能滚动了。

  8. 菜鸟001说道:

    最后封装的算法有点问题, if (A < 1) 改成 if(Math.abs(A-B) < 1),是否是这样?

  9. t说道:

    你好 那个requestAnimationFrame兼容里面 那个 setTimeout(fn,17) 这个17是随便写一个数字 还是有啥意义啊!

  10. t说道:

    新年快乐!

  11. ziven27说道:

    张老师,
    在Math.easeout中,当B>A的时候函数会一直执行,不会停止;
    我的解决办法是
    把:
    if (A < 1) {
    callback(B, true);
    return;
    }

    改成:
    if (Math.abs(A – B) < 1) {
    callback(B, true);
    return;
    }

  12. 我是来评论的说道:

    关注点偏移~
    初恋!

  13. yyssjj33说道:

    建议可以来个fibonacci序列的

  14. 勇敢的南瓜说道:

    震精!

  15. tians说道:

    棒!

  16. 我就想知道说道:

    大神,是怎么做到在自己博客网站写点击事件的

  17. 阿牛说道:

    应该还有退出动画的机制不然会一直执行

  18. 喵喵喵说道:

    最后的按钮没绑执行的方法

  19. Simon说道:

    原来阮大神的代码也并不都是大神级别的,看到这些小代码让人有一种返璞归真的感觉。新的一年,我也要加油!
    btw:rate2和4在效果感觉上差别太小,只是慢了一倍的速率,是否需要用大一点的rate值来说明会更好?

  20. 海阔天空说道:

    不错,谢谢

  21. Muffin说道:

    按钮无法执行?