小墨の博客

梦想需要付诸行动,否则只能是梦

分享一个即插即用的私藏缓动动画JS小算法

本文全文转载于:https://www.zhangxinxu.com/wordpress/?p=5875

原作者:zhangxinxu

一、动画算法的故事

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。

// 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。

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;
}

当然,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

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;
});

效果是一样的,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

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。

感谢阅读,欢迎交流。

张小弟之家

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