使用浏览器原生函数优化动画

Web中的JS动画原理并不复杂,JK前些时写过系列文章《动画组件(wagang版)》,讲解帧动画的原理以及QWrap版的实现,偷懒直接贴过来:

我们把动画抽象一下,它由以下几个组成部分: 时长(dur),即动画播放的时间总长。 进度(per),播放的进度,在区间[0,1]之内。 帧间隔时间(frameTime),即多长时间播放一帧。 动画函数(animFun),它是每一帧的渲染函数。定时器每隔frameTime来调用一下animFun(per)。也就是说按进度播放一帧动画。 这四个基本参数将动画抽象成为一个js类,系统的理解就是: “在dur时间内,每隔frameTime时间,播放一次animFun(per)。

随着页面上动画的使用越来越频繁,为了避免过多的定时器带来额外系统开销,一般的动画组件都会采用“统一帧管理”:只使用一个定时器,在每一动画帧依次调用所有注册的动画事件。

后来,一些浏览器推出各自私有Api提供动画管理,W3C也出了一份WindowAnimationTiming interface规范,定义了以下接口:

[Supplemental, NoInterfaceObject] interface WindowAnimationTiming { long requestAnimationFrame(in FrameRequestCallback callback); void cancelRequestAnimationFrame(in long handle); };

Window implements WindowAnimationTiming;

[Callback, NoInterfaceObject] interface FrameRequestCallback { void sample(in DOMTimeStamp time); };

注册动画使用requestAnimactionFrame函数,接受动画函数callback作为参数,并返回动画ID;移除动画使用cancelRequestAnimationFrame函数,参数是动画ID;动画函数执行时,会传入当前系统时间戳。

对比文首JK总结的动画四要素,规范里少了一个帧间隔时间frameTime。这正是动画组件可以被优化的地方,原生实现里的frameTime被设计为可根据CPU使用率、window是否被最小化、元素是否被隐藏等因素进行动态调整。浏览器可根据实际情况降低fps甚至停止动画。来看下新Api怎么用。

高版本webkit内核提供的webkitRequestAnimationFrame,跟规范非常接近,看一个示例:

<script>
/*webkit only*/
var animationStartTime,requestID,
    dur = 3 * 1000;
function animate(time) {
    var per = Math.min(1.0, (time - animationStartTime) / dur);
    if(per >= 1) {
        window.webkitCancelRequestAnimationFrame(requestID);
    } else {
        document.getElementById("animated").style.left = Math.round(500 * per) + "px";
        window.webkitRequestAnimationFrame(animate);
    }
}
function start() {
    animationStartTime = Date.now();
    requestID = window.webkitRequestAnimationFrame(animate);
}
</script>
<button onclick="start()">Click me to start!</button>
<div id="animated" style="position: absolute; left: 10px; padding: 50px;background: crimson; color: white">Hello there.</div>

firefox里也有类似的mozRequestAnimationFrame,不过非常坑爹的找不到对应的mozCancelRequestAnimationFrame,幸好可以注册动画时不传动画函数,把动画函数绑定在moz私有的beforepaint事件上,通过移除事件来移除动画:

<script>
/*gecko only*/
var animationStartTime,
    dur = 3 * 1000;
function animate(event) {
    var time = event.timeStamp;
    var per = Math.min(1.0, (time - animationStartTime) / dur);
    if(per >= 1) {
        window.removeEventListener('MozBeforePaint', animate, false);
    } else {
        document.getElementById("animated").style.left = Math.round(500 * per) + "px";
        window.mozRequestAnimationFrame();
    }
}
function start() {
    animationStartTime = Date.now();
    window.addEventListener('MozBeforePaint', animate, false);
    window.mozRequestAnimationFrame();
}
</script>
<button onclick="start()">Click me to start!</button>
<div id="animated" style="position: absolute; left: 10px; padding: 50px;background: crimson; color: white">Hello there.</div>

代码还是很简单的。总结下,原生动画行为可以理解为:

  1. 请求第一帧动画,记录动画启动时间;
  2. 用回调函数第一个参数(当前时间),减去启动时间,除以动画时长(dur),得到进度(per);
  3. 根据per改变动画元素的一些属性,启动下一帧动画;
  4. 当per等于1时,结束动画。

实际上,这就是JK说的保时丢帧策略,dur是一定的,frameTime并不固定。这些示例实际测试中,在firefox5和最新chrome下fps都在62左右,也就是说frameTime在16ms左右。

剩下的工作就是各种封装了。月影实现的QWrap动画组件已经是封装好直接可用的,在gecko和webkit下都是用原生函数,对于没有原生动画的浏览器,使用setInterval进行统一帧管理。提供了常见的css动画、scroll动画和color动画,支持NodeW链式调用。附上地址:https://github.com/wedteam/qwrap-components/tree/master/animation

最后,放上使用浏览器原生函数动画实现的组件:点击这里

update @ 2012-02-10:firefox11开始提供了mozCancelRequestAnimationFrame。对于firefox11+,参考本文webkit代码,按标准实现即可。firefox11开始,注册动画时必须传处理函数,所以本文firefox实现代码,在firefox11+下无法运行。

QWrap动画组件及本文Demo均已更新~

参考:

Timing control for script-based animations

MDC:requestAnimationFrame

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提醒:本文最后更新于 1997 天前,文中所描述的信息可能已发生改变,请谨慎使用。

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