淺談原生JavaScript的動畫和特效

来源:https://www.cnblogs.com/zhongxiaoyou/archive/2018/05/16/9045761.html
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一、JavaScript中的動畫原理 動畫效果的實現總的來說可分為兩種,一種是利用純css實現,該方法在css3成熟後廣泛應用;另外一種是通過JavaScript(或者一些封裝的庫如jQuery的animate方法)間接的操作css樣式,每隔幾秒執行一次。這裡主要講的是原生js裡面的動畫: 1、常用 ...


一、JavaScript中的動畫原理

  動畫效果的實現總的來說可分為兩種,一種是利用純css實現,該方法在css3成熟後廣泛應用;另外一種是通過JavaScript(或者一些封裝的庫如jQuery的animate方法)間接的操作css樣式,每隔幾秒執行一次。這裡主要講的是原生js裡面的動畫:

1、常用的動畫方式

  1. JavaScript動畫用的最多的3個方法是setInterval()、setTimeout()以及requestAnimationFrame():
  2. 延時器setTimeout()和定時器setInterval ()主要是自身會執行動畫效果,它們裡面有回調函數function和時間參數,然後通過設置事件就可以用了;
  3. requestAnimationFrame(回調函數):它是一個全局函數,接收一個回調函數作為參數,在調用該函數後,它會要求瀏覽器根據自己的頻率進行一次重繪,在即將開始的瀏覽器重繪時,會調用這個函數,並會給這個函數傳入調用回調函數時的時間作為參數。
    • 值得一提的是,該方法跟setTimeout()特別類似,它的功效也是一次性的,若想達到動畫效果,則必須連續不斷的調用該函數,所以它應是setTimeout的性能增強版。
    • requestAnimationFrame與 setTimeout的區別 是用戶指定的,而 requestAnimationFrame 是瀏覽器刷新頻率決定的,一般遵循 W3C 標準,它在瀏覽器每次刷新頁面之前執行。

  4.清除動畫效果:setTimeout()的清除是clearTimeout(),setInterval()的清除是clearInterval(),requestAnimationFrame()的清除則是使用cancelAnimationFrame()

     <button  id="btn">清除</button>
        var id;
    <script> var time = new Date(); requestAnimationFrame(function step(){ console.log(new Date() - time); time = new Date(); id = requestAnimationFrame(step); }); btn.onclick = function (){ cancelAnimationFrame(id ) }
    </script>

2、簡單動畫的一些坑 

  1. setTimeout和setInterval即使是0毫秒執行也會有延遲效果,請看下麵的代碼
      console.log("1");
            setTimeout(function(){
              console.log("3")
             },0);
             console.log("2");    
        //結果是1 2 3
    

      為什麼結果不是1 3 2呢,這其實主要是因為:JavaScript引擎是單線程運行的,瀏覽器無論在什麼時候都只且只有一個線程在運行JavaScript程式,所以由於受到JavaScript的單線程關係,像setTimeout、setInterva、來自瀏覽器內核的其他線程如滑鼠點擊、Ajax非同步請求等都得排隊等待JavaScript引擎的處理(當線程中沒有執行任何同步代碼的前提下才會執行非同步代碼),因此就算setTimeout和setInterva的時間為0,但它原理任然是不變的,也會將其加入到隊列末尾,0秒後執行。

  2. 簡單動畫的變慢問題

        當setTimeout、setInterval甚至是requestAnimationFrame在迴圈裡面要做很長的處理時,就會出現動畫時間變慢的結果,使它本該在固定時間內結束而結果卻是不盡人意的延遲

 function step() {
            var temp = div.offsetLeft + 2;
            div.style.left = temp + "px";
            window.requestAnimationFrame(step);
            for (var i = 0; i < 50000; i++) {
            console.log("等待我執行完才能執行")
            }
        }
        window.requestAnimationFrame(step);

 3、填坑

  1.動畫變慢的結果其實是採用增量的方式來執行了動畫,為了更精確的控制動畫,更合適的方法是將動畫與時間關聯起來

  2.動畫通常情況下有終止時間,如果是迴圈動畫,我們也可以看做特殊的——當動畫達到終止時間之後,重新開始動畫。因此,我們可以將動畫時間歸一(Normalize)表示:

//duration 是動畫執行時間   isLoop是否為迴圈執行。
        function startAnimation(duration, isLoop){
          var startTime = Date.now();
          requestAnimationFrame(function change(){
            // 動畫已經用去的時間占總時間的比值
            var p = (Date.now() - startTime) / duration;
            if(p >= 1.0){
              if(isLoop){ // 如果是迴圈執行,則開啟下一個迴圈周期。並且把開始時間改成上個周期的結束時間
                startTime += duration;
                p -= 1.0; //動畫進度初始化
              }else{
                p = 1.0;    //如果不是迴圈,則把時間進度至為 1.0 表示動畫執行結束
              }
            }
            console.log("動畫已執行進度", p);
            if(p < 1.0){ //如果小於1.0表示動畫還誒有值完畢,繼續執行動畫。
              requestAnimationFrame(change);
            }
          });
        }

  做個小慄子:用時間控制動畫周期精確到2s中

 

二、常見動畫效果實現

1、 勻速水平運動

  用時間來控制進度 s=S∗p

2、勻加速(減速)運動

  • 加速度恆定,速度從0開始隨時間增加而均勻增加。
  • 勻加速公式:大寫S:要移動的總距離 p:歸一化的時間進度 s=S∗p*p

    

  • 勻減速運動公式:s=S∗p∗(2−p)

 

 3、水平拋物運動

  勻速水平運動和自由落體運動的組合

 

4、正弦曲線運動

  正弦運動:x方向勻速,垂直方向是時間t的正弦函數

 5、圓周運動

  圓周運動公式:x=R.sin(2∗π∗p),y=R.cos(2∗π∗p)

總結:

js原生的動畫效果主要有setInterval()、setTimeout()以及requestAnimationFrame()這三種方法,通過設定時間可以對動畫做一些簡單的效果,但也會出現一些坑,比如它們在迴圈裡面如果要做很長的處理時,就會出現動畫時間變慢的結果,這時我們可以採用增量的方式來執行動畫,將動畫與時間關聯起來;

在運動效果方面,我們可以通過各種運動公式,採用歸一化時間來控制進度,從而實現運動效果。


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