什么是逐幀動畫

要了解 CSS3 逐幀動畫，首先要明確什么是逐幀動畫。

看一下維基百科中的定義：

定格動畫，又名逐幀動畫，是一種動畫技術，其原理即將每幀不同的圖像連續播放，從而產生動畫效果。

簡而言之，實現逐幀動畫需要兩個條件：(1)相關聯的不同圖像，即動畫幀；(2)連續播放。

我們兒時的記憶，手翻書，他所實現的就是逐幀動畫：

逐幀動畫

(圖片來源：知乎)

前端逐幀動畫實現方案

在細聊 css3 逐幀動畫之前，我們先大致了解下前端實現逐幀動畫有哪些方案。

其實不外乎三種技術(視頻可以實現所有類型的動畫，暫不納入)：gif、JavaScript、CSS3 Animation。

前文提到，實現逐幀動畫需要兩個條件：(1)動畫幀；(2)連續播放。

下面我們仔細自己分析下這三種技術是怎么實現上述條件的：

(1)gif

在觸屏頁中，gif 常被用來做加載動畫。如《陌陌不孤獨飯局》的加載動畫：

gif

gif 可以有多個動畫幀，連續播放是其自身屬性，是否循環也是由其本身決定的。它往往用來實現小細節動畫，成本較低、使用方便。

但其缺點也是很明顯的：

畫質上，gif 支持顏色少(最大256色)、Alpha 透明度支持差，圖像鋸齒毛邊比較嚴重；

交互上，不能直接控制播放、暫停、播放次數，靈活性差；

性能上，gif 會引起頁面周期性的 paint ，性能較差。

(2)JavaScript

JS 與 CSS3，一般是將動畫幀放到背景圖中。

不同的是， JS 是使用腳本來控制動畫的連續播放的：

可以直接改變元素的 background-image

也可以將動畫幀合并成雪碧圖，通過改變 background-position 來實現

還是《陌陌不孤獨飯局》的例子：

其中有一個伸手取飯盒的動畫，一共有19幀，且在第11幀處有一個交互，將雪碧圖放入背景中，通過不同的樣式實現不同的 background-position ，使用 JS 改變樣式名：

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.sprite-rice-1,

.sprite-rice-2,

…

.sprite-rice-19{

background-image:url(http://7xnvb2.com2.z0.glb.qiniucdn.com/img/rice.jpg);

background-repeat:no-repeat

}

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.sprite-rice-1{background-position:-1800px 0}

.sprite-rice-2{background-position:-900px -489px}

…

.sprite-rice-19{background-position:-1200px 0}

sprite

使用 JS 的優點是兼容性佳，交互靈活。

(3)CSS3 Animation

CSS3 實際上是使用 animation-timing-function 的階梯函數 steps(number_of_steps, direction) 來實現逐幀動畫的連續播放的。

在移動端，CSS3 Animation 兼容性良好，相對于 JS，CSS3 逐幀動畫使用簡單，且效率更高，因為許多優化都在瀏覽器底層完成。

因此在觸屏頁面中 CSS3 逐幀動畫使用廣泛，下文將對其進行詳細介紹。

CSS3 逐幀動畫的實現

(1)將動畫幀合并為雪碧圖

在觸屏頁面中，動畫往往承擔頁面樣式實現的角色(即不需要替換)，因此我們會將圖片放到元素的背景中(background-image)。

逐幀動畫有不同的動畫幀，我們可以通過更改 background-image 的值實現幀的切換，但多張圖片會帶來多個 HTTP 請求，且不利于文件的管理。

比較合適的做法，是將所有的動畫幀合并成一張雪碧圖(sprite)，通過改變 background-position 的值來實現動畫幀切換。因此，逐幀動畫也被稱為“精靈動畫(sprite animation)”。

以京東到家的觸屏頁面《年貨送到家》為例：

這個動畫一個有三幀，將3個動畫幀合并，并放到 .p8 .page_key 的背景中：

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.p8 .page_key {

position: absolute;

width: 572px;

height: 586px;

background-image: url("../img/p8.png");

}

(2)使用 steps 實現動畫播放

steps 指定了一個階梯函數，包含兩個參數：

第一個參數指定了函數中的間隔數量(必須是正整數)；

第二個參數可選，指定在每個間隔的起點或是終點發生階躍變化，接受 start 和 end 兩個值，默認為 end。

(參考自W3C)

通過W3C中的這張圖片來理解 steps 的工作機制：

steps

回到上述的例子，我們在 keyframes 中定義好每個動畫幀：

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@-webkit-keyframes p8{

0%{background-position: 0 0;}

33.33%{background-position: 0 -586px;}

66.66%{background-position: 0 -1172px;}

100%{background-position: 0 -1758px;}

}

然后，給他加上 animation：

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.p8 .page_key{

-webkit-animation: p8 steps(1,end) 1.5s infinite;

}

為什么第一個參數是1？

前文中提到，steps 是 animation-timing-function 的一個屬性值，在 W3C 中有如下說明：

For a keyframed animation, the ‘animation-timing-function’ applies between keyframes, not over the entire animation.

也就是說，animation-timing-function 應該于兩個 keyframes 之間，而非整個動畫。在上面的 keyframes 中，我們已經把每個幀都寫出來了，所以兩個 keyframes 之間的間隔是1。

更加簡便的寫法？

既然說 steps 第一個參數是指函數的間隔數量，那么我們就可以把 keyframes 的計算直接交給 steps 來完成。

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.p8 .page_key{

-webkit-animation: p8 steps(3,end) 1.5s infinite;

}

@-webkit-keyframes p8 {

100% {background-position: 0 -1758px;}

}

以上兩種寫法效果是等同的。

CSS3 逐幀動畫使用技巧

(1)step-start 與 step-end

除了 steps 函數，animation-timing-function 還有兩個與逐幀動畫相關的屬性值 step-start 與 step-end：

step-start 等同于 steps(1,start)：動畫執行時以開始端點為開始；

step-end 等同于 steps(1,end)：動畫執行時以結尾端點為開始。

(2)動畫幀的計算：

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$spriteWidth: 140px; // 精靈寬度

@keyframes ani {

100% {

background-position: -($spriteWidth * 12) 0; // 12幀

}

}

(3)適配方案：rem+scale

我們知道，rem 的計算會存在誤差，因此使用雪碧圖時我們并不推薦用 rem。如果是逐幀動畫的話，由于計算的誤差，會出現抖動的情況。

那么在觸屏頁中，如何實現頁面的適配？

這里小編提供一個思路：

非逐幀動畫部分，使用 rem 做單位；

逐幀動畫部分，使用 px 做單位，再結合 js 對動畫部分使用 scale 進行縮放。

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總結

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