CSS3动画帧数科学计算法
2018-08-27 浏览:47 作者:admin 类别:网页设计

  CSS3和HTML5一样是网页设计的大势所趋,本篇文章来自腾讯内部饭卡充值改版项目的CSS3动画经验总结。虽然大家访问不到腾讯内部的饭卡站点,不过可以由此小窥一下有趣的动画示例哟。

CSS3动画帧数科学计算法

  bboy90:总结都浓缩在这个工具里了,想知道工具的地址或想窥探工具诞生的趣事请往下看 。

CSS3动画帧数科学计算法

  (请使用chrome、safari或firefox浏览器看效果,效果地址)

  实现上面”嘀卡萌风骚乱舞”的动画,比较麻烦的是,要凭感觉自己算参数写代码,重复试个千百回,才能达到最终满意的效果。

  比如这个动画:

CSS3动画帧数科学计算法

  我曾经,这么干过

CSS3动画帧数科学计算法

  还这么干过

CSS3动画帧数科学计算法

  step1, 动作1在0%上,动作停留20帧

  @keyframes anim-name{

  0%, 20%{ /* 动作1 */ }

  ...

  }

  step2, 动作之间过渡5帧,动作1结束帧在20%,20+5=25, 动作2在25%帧,动作停留20帧

  @keyframes anim-name{

  0%, 20%{ /* 动作1 */ }

  25%, 45%{ /* 动作2 */ }

  ...

  }

  ……

  经过一番计算后

  @keyframes anim-name{

  0%, 20%{ /* 动作1 */ }

  25%, 45%{ /* 动作2 */ }

  50%, 70%{ /* 动作3 */ }

  75%, 95%{ /* 动作4 */ }

  100%, 120%{ /* 动作5 */ }

  }

  艾玛,帧数超出100%了>_<

  重新计算了一番,动作数5,动作过渡帧数5%,动作停留帧数16%

  @-webkit-keyframes anim-name{

  0%, 16%{ /* 动作1 */ }

  21%, 37%{ /* 动作2 */ }

  42%, 58%{ /* 动作3 */ }

  63%, 79%{ /* 动作4 */ }

  84%, 100%{ /* 动作5 */ }

  }

  感谢人民感谢党,最后一帧加起来刚好100%

  刷新页面看效果之后……(动作过渡有点快,动作停留有点长)

  效果不对,重算!

  效果不对,重算!

  ……

  就这样被折腾地体无完肤,深刻感悟我们是用生命在做动画,啊…..多么痛的领悟悟悟~~(有共鸣的,请默默的点个赞,谢谢)

  所以,我们今天来探讨如何更科学的计算帧数?

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  文章主要研究循环动画,各个动作之间的过渡有规律性。

  比如嘀卡萌跳舞动画

CSS3动画帧数科学计算法

  走路动画

CSS3动画帧数科学计算法

  还有跑步动画

CSS3动画帧数科学计算法

  (该动画的实现,可 查看 白树同学的分享)

  动作过渡有规律性,从代码层面也可理解为各动作之间的过渡帧数是一样的。

  如上面白树同学实现的跑步动画,各动作之间的过渡帧约14.3帧,代码为

  @keyframes anim-name{

  0% {background-position: 0 0;}

  14.3% {background-position: -180px 0;}

  28.6% {background-position: -360px 0;}

  42.9% {background-position: -540px 0;}

  57.2% {background-position: -720px 0;}

  71.5% {background-position: -900px 0;}

  85.8% {background-position: -1080px 0;}

  100% {background-position: 0 0;}

  }

  好,下面让我们愉快的进入主题吧

  循环动画按循环方式可以分为:

CSS3动画帧数科学计算法

  用CSS代码的方式表示,就是:

  单向循环: animation-iteration-count: infinite; animation-direction: normal;

  双向循环: animation-iteration-count: infinite; animation-direction: alternate;

  先看看做一个动画需要哪些条件

CSS3动画帧数科学计算法

  总帧数:100 (已知参数)

  CSS3帧动画的帧数设置是从0%~100%,数值可以带小数位,0%可以用from关键词替代,100%可以用to关键词替代

  动作数:n (已知参数)

  动画中的几个关键动作

  动作停留帧数:x (未知参数)

  在当前动作停留的帧数

  动作过渡帧数:y (未知参数)

  上一个动作过渡到下一个动作需要用的帧数

  我们用示例来说明它们之间的关系。

  单向循环动画

  示例要求:实现一个3个动作的单向循环动画

  为了方便理解,以线段图示法来展示

  Step1,满帧100%

  0%                           100%

  └─────────────────────────────────────────┘

  Step2,添加动作节点(总节点数 = 动作数)

  0%             ?%            100%

  过渡y帧           过渡y帧

  └────────────────────┴────────────────────┘

  动作1            动作2            动作3

  这个时候,我们很轻易的算出动作2的keyframes帧数是50%

  实际上,很多时候我们需要让每个动作停顿一会,而不会闪动太快。如”嘀卡萌风骚乱舞”的动画,每个动作都需要定格一会,这个时候我们需要给每个动作分配一些停留帧数。

  Step3,添加停留帧 (总节点数 = 动作数 * 2)

  0%    ?%     ?%     ?%     ?%    100%

  停留x帧  过渡y帧   停留x帧  过渡y帧   停留x帧

  └───────┴────────┴────────┴───────┴───────┘

  动作1          动作2          动作3

  这下就复杂了,不过我们仔细分析,会发现它们之间有一定的规律。

  3x + 2y = 100

  动作个数 = 3 停留帧个数 = 3 过渡帧个数 = 2

  设动作个数为n,则

  动作个数 = n 停留帧个数 = n 过渡帧个数 = n-1

  然后,我们可以得出一个公式

  nx + (n-1)y = 100

  接下来我们可以有规则性的尝试动画参数了,我们尝试让每个动作停留20帧,通过公式求得动作过渡帧数y也等于20,于是得出我们的帧数代码

  .demo{animation:anim-name 1s infinite;} /* 单向循环 */

  @keyframes anim-name{

  0%, 20%{ /* 动作1 */ }

  40%, 60%{ /* 动作2 */ }

  80%, 100%{ /* 动作3 */ }

  }

  有了公式,我们就不用瞎尝试啦,可以少死点脑细胞了

  双向循环动画

  示例要求:实现一个3个动作的双向循环动画

  复制上面的动画代码,加个 animation-direction: alternate; 属性不就好了?

  (哦,不对,按照心理学反推论,如果这么简单,作者有必要另起篇幅吗?肯定有阴谋!)

  不用猜了,我就是有阴谋!

  继续线段图示,当我们加入 animation-direction: alternate; 属性之后的效果是

CSS3动画帧数科学计算法

  问题:首尾动作从第二遍播放开始会重复停留时间!

  这个并不是我们期望看到的效果,不过解决方法也很简单

CSS3动画帧数科学计算法

  通过线段图分析

  2x + 2y = 100

  动作个数 = 3 停留帧个数 = 2 过渡帧个数 = 2

  设动作个数为n,则

  动作个数 = n 停留帧个数 = n-1 过渡帧个数 = n-1

  然后,我们可以得出一个公式

  (n-1)(x+y) = 100

  接下来我们还是尝试让每个动作停留20帧,通过公式求得动作过渡帧数y等于30,于是得出我们的帧数代码

  .demo{animation:anim-name 1s infinite alternate;} /* 双向循环 */

  @keyframes anim-name{

  0%, 10%{ /* 动作1 */ }

  40%, 60%{ /* 动作2 */ }

  90%, 100%{ /* 动作3 */ }

  }

  注意:双向循环动画,首尾动作停留帧要各减一半,示例的首尾动作停留帧为10 (20/2=10)

  细心的同学会发现,其实这里还有点小瑕疵,那就是

  问题:第一次播放的第一个动作只停了一半时间!

  有时我们做动作衔接,一定要所有动作时间都保持一致。解决办法也不是没有,可以给动画加个延迟时间 animation-delay 属性,时长等于动作停留时间的一半,如何计算时长后面会讲到。

  除了加延时解决这个问题之外,还有一个伪方法,请继续往下看

  模拟双向循环动画

  示例要求:实现一个3个动作的双向循环动画

  模拟双向循环动画就是不使用 animation-direction: alternate; 属性实现双向循环的效果。

  有点绕,上线段图

CSS3动画帧数科学计算法

  通过线段图分析

  4x + 4y = 100

  动作个数 = 5 停留帧个数 = 4 过渡帧个数 = 4

  设动作个数为n,则

  动作个数 = n 停留帧个数 = n-1 过渡帧个数 = n-1

  然后,我们可以得出一个公式

  (n-1)(x+y) = 100

  但动作个数5包含了重复动作,不符合我们的计算习惯,不包含重复动作个数3才符合我们的计算习惯。那么设

  (不含重复)动作个数为 m

  (含重复)动作个数为 n,则 n = 2m-1,将 2m-1 带入上面的公式得出公式

  (2m-1-1)(x+y) = 100

  将m统一换成n表示,再简化公式后得到最终公式

  (2n-2)(x+y) = 100

  接下来我们再次尝试让每个动作停留20帧,通过公式求得动作过渡帧数y等于5,于是得出我们的帧数代码

  .demo{animation:anim-name 1s infinite;} /* 模拟双向循环 */

  @-webkit-keyframes anim-name{

  0%{ /* 动作1 */ }

  20%{ /* 动作1 */ }

  25%{ /* 动作2 */ }

  45%{ /* 动作2 */ }

  50%{ /* 动作3 */ }

  70%{ /* 动作3 */ }

  75%{ /* 动作2 */ }

  95%{ /* 动作2 */ }

  100%{ /* 动作1 */ }

  }

  缩写版代码

  .demo{animation:anim-name 1s infinite;} /* 模拟双向循环 */

  @keyframes anim-name{

  0%, 20%, 100%{ /* 动作1 */ }

  25%, 45%, 75%, 95%{ /* 动作2 */ }

  50%, 70%{ /* 动作3 */ }

  }

  模拟双向循环的方法可以让所有动作的停留时间都保持一致,缺点就是代码比较多,帧数也算得麻烦,不过也不失为一种解决方法。一般情况下,还是建议大家使用双向循环+延迟播放的方案。

  提到延迟播放,跟时间有关系,这个延迟时长该怎么定?如果以上方案,每个动作我们要固定它的过渡时间,比如动作之间过渡0.4秒,那过渡帧数又该怎么定?接下来我们再挖掘一下,帧数如何跟时间结合。

  时间模式计算帧数

  我们在做动画的时候需要设置一个 animation-duration 动画持续时间的属性,知道持续播放时间我们就可以很轻易的计算出播放速度,还记得我们小学学的速度公式吗?

  设,总帧数为s(100帧),播放时间为t,播放速度为v,得出公式

  v = s / t

  继续用示例来加深理解。

  示例要求:实现一个3个动作的单向循环动画,播放时间2秒,每个动作的过渡时间为0.4秒

  通过播放速度公式,我们可以计算出过渡帧数。

  播放速度: 100帧 / 2秒 = 50帧/秒

  过渡帧数: 50帧/秒 * 0.4秒 = 20帧

  得出过渡帧数,接下来套用单向循环动画的帧数公式,计算出停留帧数,参考上面总结的公式 nx + (n-1)y = 100 ,推导公式得出停留帧数 x = (100-(n-1)y) / n

  动作个数(n): 3

  过渡帧数(y): 20

  停留帧数: (100-(3-1)*20)/3 = 20帧

  于是得出我们的帧数代码

  .demo{animation:anim-name 2s infinite;} /* 单向循环 */

  @keyframes anim-name{

  0%, 20%{ /* 动作1 */ }

  40%, 60%{ /* 动作2 */ }

  80%, 100%{ /* 动作3 */ }

  }

  这么多公式,眼都花了更别说记了。别着急,公式是给机器记的,这种破事就交给我们的机器去算。下面是一个简易的CSS3动画帧数计算器,可以帮我们省去一些计算的烦恼。

  CSS3动画帧数计算器:http://tid.tenpay.com/labs/css3_keyframes_calculator.html

CSS3动画帧数科学计算法

  以白树同学的跑步动画为示例

CSS3动画帧数科学计算法
CSS3动画帧数科学计算法

  动画是单向循环,有7个关键动作,动作需要使用逐帧过渡效果 animation-timing-function:step-start 实现,所以动作个数需要额外加1,即有8个动作。使用 step-start 后会自动平分动作停留时间,所以keyframes我们就不用加动作停留帧数了。

  打开工具页面,选择 [单向循环动画] -> [不停顿] -> [动作个数8] -> [生成代码]

CSS3动画帧数科学计算法

  最后……就没有最后了,欢迎大家一起交流探讨。

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