【前端动画】实现动画的6种方式

引言

动画基本上分类两类：补间动画和帧动画。

• 补间动画：补齐中间的动画。由浏览器帮助补齐中间的状态，开发者只需要定义开始和结束的状态。
• 帧动画：除了开始与结束状态，开发者还可以定义中间关键帧的状态，可以制作复杂的动画。

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；（补间动画）
• CSS3 animation；（帧动画）
• 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

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

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

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。
前面提到，大多数显示器的刷新频率是60Hz，大概相当于每秒钟重绘60次。大多数浏览器都会对重绘操作加以限制，不超过显示器的重绘频率，因为即使超过这个频率用户体验也不会提升。
因此，最平滑动画的最佳循环间隔是 1000ms/60 ，约16ms。这个循环间隔重绘的动画是最平滑的，因为这个速度最接近浏览器的最高限速。

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

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。你要知道，无论是setInterval()还是setTimeout()都不十分精确。为它们传入的第二个参数，实际上只是指定了把动画代码添加到浏览器UI线程队列中以等待执行时间。如果队列前面已经加入其他任务，那动画代码就要等前面的任务完成后再执行。

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**。