window.requestAnimationFrame与Tween.js配合使用实现动画缓动效果

Posted 2020-08-31 风雨后见彩虹

window.requestAnimationFrame

概述

window.requestAnimationFrame()这个方法是用来在页面重绘之前，通知浏览器调用一个指定的函数，以满足开发者操作动画的需求。这个方法接受一个函数为参，该函数会在重绘前调用。

注意: 如果想得到连贯的逐帧动画，函数中必须重新调用 requestAnimationFrame()。

如果你想做逐帧动画的时候，你应该用这个方法。这就要求你的动画函数执行会先于浏览器重绘动作。通常来说，被调用的频率是每秒60次，但是一般会遵循W3C标准规定的频率。如果是后台标签页面，重绘频率则会大大降低。

回调函数只会被传入一个DOMHighResTimeStamp参数，这个参数指示当前被 requestAnimationFrame 序列化的函数队列被触发的时间。因为很多个函数在这一帧被执行，所以每个函数都将被传入一个相同的时间戳，尽管经过了之前很多的计算工作。这个数值是一个小数，单位毫秒，精确度在 10 µs。

语法

requestID = window.requestAnimationFrame(callback);               // Firefox 23 / IE10 / Chrome / Safari 7 (incl. ios)
requestID = window.mozRequestAnimationFrame(callback);                // Firefox < 23
requestID = window.webkitRequestAnimationFrame(callback); // Older versions Chrome/Webkit

参数

callback在每次需要重新绘制动画时,会调用这个参数所指定的函数。这个回调函数会收到一个参数，这个 DOMHighResTimeStamp 类型的参数指示当前时间距离开始触发 requestAnimationFrame 的回调的时间。

返回值

requestID 是一个长整型非零值,作为一个唯一的标识符.你可以将该值作为参数传给 window.cancelAnimationFrame() 来取消这个回调函数。

例子

window.requestAnimationFrame = window.requestAnimationFrame || window.mozRequestAnimationFrame || window.webkitRequestAnimationFrame || window.msRequestAnimationFrame;

var start = null;
var d = document.getElementById(\'SomeElementYouWantToAnimate\');
function step(timestamp) { 
  if (start === null) start = timestamp;
  var progress = timestamp - start;
  d.style.left = Math.min(progress/10, 200) + "px";
  if (progress < 2000) {
    requestAnimationFrame(step);
  }
}
requestAnimationFrame(step);

Tween.js

tween.js源码如下：

/*
 * Tween.js
 * t: current time（当前时间）；
 * b: beginning value（初始值）；
 * c: change in value（变化量）；
 * d: duration（持续时间）。
 * you can visit \'http://easings.net/zh-cn\' to get effect
*/
var Tween = {
    Linear: function(t, b, c, d) { return c*t/d + b; },
    Quad: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return c * (t /= d) * t + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return -c *(t /= d)*(t-2) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * t * t + b;
            return -c / 2 * ((--t) * (t-2) - 1) + b;
        }
    },
    Cubic: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return c * (t /= d) * t * t + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return c * ((t = t/d - 1) * t * t + 1) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * t * t*t + b;
            return c / 2*((t -= 2) * t * t + 2) + b;
        }
    },
    Quart: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return c * (t /= d) * t * t*t + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return -c * ((t = t/d - 1) * t * t*t - 1) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * t * t * t * t + b;
            return -c / 2 * ((t -= 2) * t * t*t - 2) + b;
        }
    },
    Quint: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return c * (t /= d) * t * t * t * t + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return c * ((t = t/d - 1) * t * t * t * t + 1) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * t * t * t * t * t + b;
            return c / 2*((t -= 2) * t * t * t * t + 2) + b;
        }
    },
    Sine: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return -c * Math.cos(t/d * (Math.PI/2)) + c + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return c * Math.sin(t/d * (Math.PI/2)) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            return -c / 2 * (Math.cos(Math.PI * t/d) - 1) + b;
        }
    },
    Expo: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return (t==0) ? b : c * Math.pow(2, 10 * (t/d - 1)) + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return (t==d) ? b + c : c * (-Math.pow(2, -10 * t/d) + 1) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if (t==0) return b;
            if (t==d) return b+c;
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * Math.pow(2, 10 * (t - 1)) + b;
            return c / 2 * (-Math.pow(2, -10 * --t) + 2) + b;
        }
    },
    Circ: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return -c * (Math.sqrt(1 - (t /= d) * t) - 1) + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            return c * Math.sqrt(1 - (t = t/d - 1) * t) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d / 2) < 1) return -c / 2 * (Math.sqrt(1 - t * t) - 1) + b;
            return c / 2 * (Math.sqrt(1 - (t -= 2) * t) + 1) + b;
        }
    },
    Elastic: {
        easeIn: function(t, b, c, d, a, p) {
            var s;
            if (t==0) return b;
            if ((t /= d) == 1) return b + c;
            if (typeof p == "undefined") p = d * .3;
            if (!a || a < Math.abs(c)) {
                s = p / 4;
                a = c;
            } else {
                s = p / (2 * Math.PI) * Math.asin(c / a);
            }
            return -(a * Math.pow(2, 10 * (t -= 1)) * Math.sin((t * d - s) * (2 * Math.PI) / p)) + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d, a, p) {
            var s;
            if (t==0) return b;
            if ((t /= d) == 1) return b + c;
            if (typeof p == "undefined") p = d * .3;
            if (!a || a < Math.abs(c)) {
                a = c; 
                s = p / 4;
            } else {
                s = p/(2*Math.PI) * Math.asin(c/a);
            }
            return (a * Math.pow(2, -10 * t) * Math.sin((t * d - s) * (2 * Math.PI) / p) + c + b);
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d, a, p) {
            var s;
            if (t==0) return b;
            if ((t /= d / 2) == 2) return b+c;
            if (typeof p == "undefined") p = d * (.3 * 1.5);
            if (!a || a < Math.abs(c)) {
                a = c; 
                s = p / 4;
            } else {
                s = p / (2  *Math.PI) * Math.asin(c / a);
            }
            if (t < 1) return -.5 * (a * Math.pow(2, 10* (t -=1 )) * Math.sin((t * d - s) * (2 * Math.PI) / p)) + b;
            return a * Math.pow(2, -10 * (t -= 1)) * Math.sin((t * d - s) * (2 * Math.PI) / p ) * .5 + c + b;
        }
    },
    Back: {
        easeIn: function(t, b, c, d, s) {
            if (typeof s == "undefined") s = 1.70158;
            return c * (t /= d) * t * ((s + 1) * t - s) + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d, s) {
            if (typeof s == "undefined") s = 1.70158;
            return c * ((t = t/d - 1) * t * ((s + 1) * t + s) + 1) + b;
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d, s) {
            if (typeof s == "undefined") s = 1.70158; 
            if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * (t * t * (((s *= (1.525)) + 1) * t - s)) + b;
            return c / 2*((t -= 2) * t * (((s *= (1.525)) + 1) * t + s) + 2) + b;
        }
    },
    Bounce: {
        easeIn: function(t, b, c, d) {
            return c - Tween.Bounce.easeOut(d-t, 0, c, d) + b;
        },
        easeOut: function(t, b, c, d) {
            if ((t /= d) < (1 / 2.75)) {
                return c * (7.5625 * t * t) + b;
            } else if (t < (2 / 2.75)) {
                return c * (7.5625 * (t -= (1.5 / 2.75)) * t + .75) + b;
            } else if (t < (2.5 / 2.75)) {
                return c * (7.5625 * (t -= (2.25 / 2.75)) * t + .9375) + b;
            } else {
                return c * (7.5625 * (t -= (2.625 / 2.75)) * t + .984375) + b;
            }
        },
        easeInOut: function(t, b, c, d) {
            if (t < d / 2) {
                return Tween.Bounce.easeIn(t * 2, 0, c, d) * .5 + b;
            } else {
                return Tween.Bounce.easeOut(t * 2 - d, 0, c, d) * .5 + c * .5 + b;
            }
        }
    }
}
Math.tween = Tween;

简介

动画运动算法名称如下：

1. Linear：线性匀速运动效果；
2. Quadratic：二次方的缓动（t^2）；
3. Cubic：三次方的缓动（t^3）；
4. Quartic：四次方的缓动（t^4）；
5. Quintic：五次方的缓动（t^5）；
6. Sinusoidal：正弦曲线的缓动（sin(t)）；
7. Exponential：指数曲线的缓动（2^t）；
8. Circular：圆形曲线的缓动（sqrt(1-t^2)）；
9. Elastic：指数衰减的正弦曲线缓动；
10. Back：超过范围的三次方缓动（(s+1)*t^3 – s*t^2）；
11. Bounce：指数衰减的反弹缓动。

每个效果都分三个缓动方式，分别是：

• easeIn：从0开始加速的缓动，也就是先慢后快；
• easeOut：减速到0的缓动，也就是先快后慢；
• easeInOut：前半段从0开始加速，后半段减速到0的缓动。

所有的这些缓动算法都离不开下面4个参数，t, b, c, d，含义如下：

/*
 * t: current time（当前时间）；
 * b: beginning value（初始值）；
 * c: change in value（变化量）；
 * d: duration（持续时间）。
*/

下面用最简单的线性匀速运动来解释下：

Tween.Linear = function(t, b, c, d) { 
    return c*t/d + b; 
}

比方说我们要从位置0的地方运动到100，时间是10秒钟，此时，b, c, d三个参数就已经确认了，b初始值就是0，变化值c就是100-0就是100，最终的时间就是10，此时，只要给一个小于最终时间10的值，Tween.Linear就会返回当前时间应该的坐标，例如，假设此时动画进行到第5秒，也就是t为5，则得到（截图自Chrome控制台）：

如何实际使用Tween.js中的缓动算法？

兼容写法：

window.requestAnimFrame = (function (callback,time) {
    return window.requestAnimationFrame ||
        window.webkitRequestAnimationFrame ||
        window.mozRequestAnimationFrame ||
        window.oRequestAnimationFrame ||
        window.msRequestAnimaitonFrame ||
        function (callback) {
            window.setTimeout(callback, time);
        };
})();

我们要显示一个动画效果，例如，还是拿上面的线性效果举例，则代码可以变成：

var t = 0, b = 0, c = 100, d = 10;
var step = function () {
    // value就是当前的位置值
    // 例如我们可以设置DOM.style.left = value + \'px\'实现定位
    var value = Tween.Linear(t, b, c, d);
    t++;
    if (t <= d) {
         // 继续运动
         requestAnimationFrame(step);
    } else {
        // 动画结束
    }
};

基本上，所有的动画使用都是这个套路。

参考地址

缓动函数速查表：http://easings.net/zh-cn

[翻译]使用requestAnimationFrame实现炫目的动画

http://www.zhangxinxu.com/wordpress/2016/12/how-use-tween-js-animation-easing/