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[Java教程]javascript帧动画

前面的话

  帧动画就是在“连续的关键帧”中分解动画动作,也就是在时间轴的每帧上逐帧绘制不同的内容,使其连续播放而成的动画。由于是一帧一帧的画,所以帧动画具有非常大的灵活性,几乎可以表现任何想表现的内容。本文将详细介绍javascript帧动画

 

概述

【分类】

  常见的帧动画的方式有三种,包括gif、CSS3 animation和javascript

  git和CSS3 animation不能灵活地控制动画的暂停和播放、不能对帧动画做更加灵活地扩展。另外,gif图不能捕捉动画完成的事件。所以,一般地,使用javascript来实现帧动画

【原理】

  js实现帧动画有两种实现方式

  1、如果有多张帧动画图片,可以用一个image标签去承载图片,定时改变image的src属性(不推荐)

  2、把所有的动画关键帧都绘制在一张图片里,把图片作为元素的background-image,定时改变元素的background-position属性(推荐)

  因为第一种方式需要使用多个HTTP请求,所以一般地推荐使用第二种方式

【实例】

  下面是使用帧动画制作的一个实例

<div id="rabbit" style="width:102px;height:80px"></div> <button id="btn">暂停运动</button> <script>var url = 'rabbit-big.png';var positions = ['0,-854','-174 -852','-349 -852','-524 -852','-698 -852','-873 -848'];var ele = document.getElementById('rabbit');var oTimer = null;btn.onclick = function(){ if(btn.innerHTML == '开始运动'){ frameAnimation(ele,positions,url); btn.innerHTML = '暂停运动'; }else{ clearTimeout(oTimer); btn.innerHTML = '开始运动'; } }frameAnimation(ele,positions,url);function frameAnimation(ele,positions,url){ ele.style.backgroundImage = 'url(' + url + ')'; ele.style.backgroundRepeat = 'no-repeat'; var index = 0; function run(){ var pos = positions[index].split(' '); ele.style.backgroundPosition = pos[0] + 'px ' + pos[1] + 'px'; index++; if(index >= positions.length){  index = 0; } oTimer = setTimeout(run,80); } run();} </script>

 

通用帧动画

  下面来设计一个通用的帧动画库

【需求分析】

  1、支持图片预加载

  2、支持两种动画播放方式,及自定义每帧动画

  3、支持单组动画控制循环次数(可支持无限次)

  4、支持一组动画完成,进行下一组动画

  5、支持每个动画完成后有等待时间

  6、支持动画暂停和继续播放

  7、支持动画完成后执行回调函数

【编程接口】

  1、loadImage(imglist)//预加载图片

  2、changePosition(ele,positions,imageUrl)//通过改变元素的background-position实现动画

  3、changeSrc(ele,imglist)//通过改变image元素的src

  4、enterFrame(callback)//每一帧动画执行的函数,相当于用户可以自定义每一帧动画的callback

  5、repeat(times)//动画重复执行的次数,times为空时表示无限次

  6、repeatForever()//无限重复上一次动画,相当于repeat()

  7、wait(time)//每个动画执行完成后等待的时间

  8、then(callback)//动画执行完成后的回调函数

  9、start(interval)//动画开始执行,interval表示动画执行的间隔

  10、pause()//动画暂停

  11、restart()//动画从上一交暂停处重新执行

  12、dispose()//释放资源

【调用方式】

  支持链式调用,用动词的方式描述接口

【代码设计】

  1、把图片预加载 -> 动画执行 -> 动画结束等一系列操作看成一条任务链。任务链包括同步执行和异步定时执行两种任务

  2、记录当前任务链的索引

  3、每个任务执行完毕后,通过调用next方法,执行下一个任务,同时更新任务链索引值

【接口定义】

'use strict';/* 帧动画库类 * @constructor */function FrameAnimation(){}/* 添加一个同步任务,去预加载图片 * @param imglist 图片数组 */FrameAnimation.prototype.loadImage = function(imglist){}/* 添加一个异步定时任务,通过定时改变图片背景位置,实现帧动画 * @param ele dom对象 * @param positions 背景位置数组 * @param imageUrl 图片URL地址 */FrameAnimation.prototype.changePosition = function(ele,positions,imageUrl){}/* 添加一个异步定时任务,通过定时改变image标签的src属性,实现帧动画 * @param ele dom对象 * @param imglist 图片数组 */FrameAnimation.prototype.changeSrc = function(ele,imglist){}/* 添加一个异步定时任务,自定义动画每帧执行的任务函数 * @param tastFn 自定义每帧执行的任务函数 */FrameAnimation.prototype.enterFrame = function(taskFn){}/* 添加一个同步任务,在上一个任务完成后执行回调函数 * @param callback 回调函数 */FrameAnimation.prototype.then = function(callback){}/* 开始执行任务,异步定时任务执行的间隔 * @param interval */FrameAnimation.prototype.start = function(interval){}/* 添加一个同步任务,回退到上一个任务,实现重复上一个任务的效果,可以定义重复的次数 * @param times 重复次数 */FrameAnimation.prototype.repeat = function(times){}/* 添加一个同步任务,相当于repeat(),无限循环上一次任务 * */FrameAnimation.prototype.repeatForever = function(){}/* 设置当前任务执行结束后到下一个任务开始前的等待时间 * @param time 等待时长 */FrameAnimation.prototype.wait = function(time){}/* 暂停当前异步定时任务 * */FrameAnimation.prototype.pause = function(){}/* 重新执行上一次暂停的异步定时任务 * */FrameAnimation.prototype.restart = function(){}/* 释放资源 * */FrameAnimation.prototype.dispose = function(){}

 

图片预加载

  图片预加载是一个相对独立的功能,可以将其封装为一个模块imageloader.js

'use strict';/** * 预加载图片函数 * @param images 加载图片的数组或者对象 * @param callback 全部图片加载完毕后调用的回调函数 * @param timeout 加载超时的时长 */function loadImage(images,callback,timeout){ //加载完成图片的计数器 var count = 0; //全部图片加载成功的标志位 var success = true; //超时timer的id var timeoutId = 0; //是否加载超时的标志位 var isTimeout = false; //对图片数组(或对象)进行遍历 for(var key in images){ //过滤prototype上的属性 if(!images.hasOwnProperty(key)){  continue; } //获得每个图片元素 //期望格式是object:{src:xxx} var item = images[key]; if(typeof item === 'string'){  item = images[key] = {  src:item  }; } //如果格式不满足期望,则丢弃此条数据,进行下一次遍历 if(!item || !item.src){  continue; } //计数+1 count++; //设置图片元素的id item.id = '__img__' + key + getId(); //设置图片元素的img,它是一个Image对象 item.img = window[item.id] = new Image(); doLoad(item); } //遍历完成如果计数为0,则直接调用callback if(!count){ callback(success); }else if(timeout){ timeoutId = setTimeout(onTimeout,timeout); } /** * 真正进行图片加载的函数 * @param item 图片元素对象 */ function doLoad(item){ item.status = 'loading'; var img = item.img; //定义图片加载成功的回调函数 img.onload = function(){  success = success && true;  item.status = 'loaded';  done(); } //定义图片加载失败的回调函数 img.onerror = function(){  success = false;  item.status = 'error';  done(); } //发起一个http(s)请求 img.src = item.src; /**  * 每张图片加载完成的回调函数  */ function done(){  img.onload = img.onerror = null;  try{  delete window[item.id];  }catch(e){  }  //每张图片加载完成,计数器减1,当所有图片加载完成,且没有超时的情况,清除超时计时器,且执行回调函数  if(!--count && !isTimeout){  clearTimeout(timeoutId);  callback(success);  } } } /** * 超时函数 */ function onTimeout(){ isTimeout = true; callback(false); }}var __id = 0;function getId(){ return ++__id;}module.exports = loadImage;

 

时间轴

  在动画处理中,是通过迭代使用setTimeout()实现的,但是这个间隔时间并不准确。下面,来实现一个时间轴类timeline.js

'use strict';var DEFAULT_INTERVAL = 1000/60;//初始化状态var STATE_INITIAL = 0;//开始状态var STATE_START = 1;//停止状态var STATE_STOP = 2;var requestAnimationFrame = (function(){ return window.requestAnimationFrame || window.webkitRequestAnimationFrame|| window.mozRequestAnimationFrame || window.oRequestAnimationFrame || function(callback){   return window.setTimeout(callback,(callback.interval || DEFAULT_INTERVAL));  }})();var cancelAnimationFrame = (function(){ return window.cancelAnimationFrame || window.webkitCancelAnimationFrame || window.mozCancelAnimationFrame || window.oCancelAnimationFrame || function(id){   return window.clearTimeout(id);  } })();/** * 时间轴类 * @constructor */function Timeline(){ this.animationHandler = 0; this.state = STATE_INITIAL;}/** * 时间轴上每一次回调执行的函数 * @param time 从动画开始到当前执行的时间 */Timeline.prototype.onenterframe = function(time){}/** * 动画开始 * @param interval 每一次回调的间隔时间 */Timeline.prototype.start = function(interval){ if(this.state === STATE_START){ return; } this.state = STATE_START; this.interval = interval || DEFAULT_INTERVAL; startTimeline(this,+new Date());}/** * 动画停止 */Timeline.prototype.stop = function(){ if(this.state !== STATE_START){ return; } this.state = STATE_STOP; //如果动画开始过,则记录动画从开始到现在所经历的时间 if(this.startTime){ this.dur = +new Date() - this.startTime; } cancelAnimationFrame(this.animationHandler);}/** * 重新开始动画 */Timeline.prototype.restart = function(){ if(this.state === STATE_START){ return; } if(!this.dur || !this.interval){ return; } this.state = STATE_START; //无缝连接动画 startTimeline(this,+new Date()-this.dur);}/** * 时间轴动画启动函数 * @param timeline 时间轴的实例 * @param startTime 动画开始时间戳   */function startTimeline(timeline,startTime){ //记录上一次回调的时间戳 var lastTick = +new Date(); timeline.startTime = startTime; nextTick.interval = timeline.interval; nextTick(); /** * 每一帧执行的函数 */ function nextTick(){ var now = +new Date(); timeline.animationHandler = requestAnimationFrame(nextTick); //如果当前时间与上一次回调的时间戳大于设置的时间间隔,表示这一次可以执行回调函数 if(now - lastTick >= timeline.interval){  timeline.onenterframe(now - startTime);  lastTick = now; } }}module.exports = Timeline;

 

动画类实现

  下面是动画类animation.js实现的完整代码

'use strict';var loadImage = require('./imageloader');var Timeline = require('./timeline');//初始化状态var STATE_INITIAL = 0;//开始状态var STATE_START = 1;//停止状态var STATE_STOP = 2;//同步任务var TASK_SYNC = 0;//异步任务var TASK_ASYNC = 1;/** * 简单的函数封装,执行callback * @param callback 执行函数 */function next(callback){ callback && callback();}/* 帧动画库类 * @constructor */function FrameAnimation(){ this.taskQueue = []; this.index = 0; this.timeline = new Timeline(); this.state = STATE_INITIAL;}/* 添加一个同步任务,去预加载图片 * @param imglist 图片数组 */FrameAnimation.prototype.loadImage = function(imglist){ var taskFn = function(next){ loadImage(imglist.slice(),next); }; var type = TASK_SYNC; return this._add(taskFn,type);}/* 添加一个异步定时任务,通过定时改变图片背景位置,实现帧动画 * @param ele dom对象 * @param positions 背景位置数组 * @param imageUrl 图片URL地址 */FrameAnimation.prototype.changePosition = function(ele,positions,imageUrl){ var len = positions.length; var taskFn; var type; if(len){ var me = this; taskFn = function(next,time){  if(imageUrl){  ele.style.backgroundImage = 'url(' + imageUrl + ')';  }  //获得当前背景图片位置索引  var index = Math.min(time/me.interval|0,len);  var position = positions[index-1].split(' ');  //改变dom对象的背景图片位置  ele.style.backgroundPosition = position[0] + 'px ' + position[1] + 'px';  if(index === len){  next();  } } type = TASK_ASYNC; }else{ taskFn = next; type = TASK_SYNC; } return this._add(taskFn,type);}/* 添加一个异步定时任务,通过定时改变image标签的src属性,实现帧动画 * @param ele dom对象 * @param imglist 图片数组 */FrameAnimation.prototype.changeSrc = function(ele,imglist){ var len = imglist.length; var taskFn; var type; if(len){ var me = this; taskFn = function(next,time){  //获得当前背景图片位置索引  var index = Math.min(time/me.interval|0,len);  //改变image对象的背景图片位置  ele.src = imglist[index-1];  if(index === len){  next();  } } type = TASK_ASYNC; }else{ taskFn = next; type = TASK_SYNC; } return this._add(taskFn,type); }/* 添加一个异步定时任务,自定义动画每帧执行的任务函数 * @param tastFn 自定义每帧执行的任务函数 */FrameAnimation.prototype.enterFrame = function(taskFn){ return this._add(taskFn,TASK_ASYNC);}/* 添加一个同步任务,在上一个任务完成后执行回调函数 * @param callback 回调函数 */FrameAnimation.prototype.then = function(callback){ var taskFn = function(next){ callback(this); next(); }; var type = TASK_SYNC; return this._add(taskFn,type);}/* 开始执行任务,异步定义任务执行的间隔 * @param interval */FrameAnimation.prototype.start = function(interval){ if(this.state === STATE_START){ return this; } //如果任务链中没有任务,则返回 if(!this.taskQueue.length){ return this; } this.state = STATE_START; this.interval = interval; this._runTask(); return this; }/* 添加一个同步任务,回退到上一个任务,实现重复上一个任务的效果,可以定义重复的次数 * @param times 重复次数 */FrameAnimation.prototype.repeat = function(times){ var me = this; var taskFn = function(){ if(typeof times === 'undefined'){  //无限回退到上一个任务  me.index--;  me._runTask();  return; } if(times){  times--;  //回退  me.index--;  me._runTask(); }else{  //达到重复次数,跳转到下一个任务  var task = me.taskQueue[me.index];  me._next(task); } } var type = TASK_SYNC; return this._add(taskFn,type);}/* 添加一个同步任务,相当于repeat(),无限循环上一次任务 * */FrameAnimation.prototype.repeatForever = function(){ return this.repeat();}/* 设置当前任务执行结束后到下一个任务开始前的等待时间 * @param time 等待时长 */FrameAnimation.prototype.wait = function(time){ if(this.taskQueue && this.taskQueue.length > 0){ this.taskQueue[this.taskQueue.length - 1].wait = time; } return this;}/* 暂停当前异步定时任务 * */FrameAnimation.prototype.pause = function(){ if(this.state === STATE_START){ this.state = STATE_STOP; this.timeline.stop(); return this; } return this;}/* 重新执行上一次暂停的异步定时任务 * */FrameAnimation.prototype.restart = function(){ if(this.state === STATE_STOP){ this.state = STATE_START; this.timeline.restart(); return this; } return this; }/* 释放资源 * */FrameAnimation.prototype.dispose = function(){ if(this.state !== STATE_INITIAL){ this.state = STATE_INITIAL; this.taskQueue = null; this.timeline.stop(); this.timeline = null; return this; } return this; }/** * 添加一个任务到任务队列 * @param taskFn 任务方法 * @param type 任务类型 * @private */FrameAnimation.prototype._add = function(taskFn,type){ this.taskQueue.push({ taskFn:taskFn, type:type }); return this;}/** * 执行任务 * @private */FrameAnimation.prototype._runTask = function(){ if(!this.taskQueue || this.state !== STATE_START){ return; } //任务执行完毕 if(this.index === this.taskQueue.length){ this.dispose(); return; } //获得任务链上的当前任务 var task = this.taskQueue[this.index]; if(task.type === TASK_SYNC){ this._syncTask(task); }else{ this._asyncTask(task); }}/** * 同步任务 * @param task 执行的任务对象 * @private */FrameAnimation.prototype._syncTask = function(task){ var me = this; var next = function(){ //切换到下一个任务 me._next(task); } var taskFn = task.taskFn; taskFn(next);}/** * 异步任务 * @param task 执行的任务对象 * @private */FrameAnimation.prototype._asyncTask = function(task){ var me = this; //定义每一帧执行的回调函数 var enterframe = function(time){ var taskFn = task.taskFn; var next = function(){  //停止当前任务  me.timeline.stop();  //执行下一个任务  me._next(task); }; taskFn(next,time); } this.timeline.onenterframe = enterframe; this.timeline.start(this.interval);}/** * 切换到下一个任务,支持如果当前任务需要等待,则延时执行 * @private */FrameAnimation.prototype._next = function(task){ this.index++; var me = this; task.wait ? setTimeout(function(){ me._runTask(); },task.wait) : this._runTask();}module.exports = function(){  return new FrameAnimation();}

 

webpack配置

  由于animation帧动画库的制作中应用了AMD模块规范,但由于浏览器层面不支持,需要使用webpack进行模块化管理,将animation.js、imageloader.js和timeline.js打包为一个文件

module.exports = { entry:{ animation:"./src/animation.js" }, output:{ path:__dirname + "/build", filename:"[name].js", library:"animation", libraryTarget:"umd", }}

  下面是一个代码实例,通过创建的帧动画库实现博客开始的动画效果

<!DOCTYPE html><html lang="en"><head> <meta charset="UTF-8"> <title>Document</title></head><body><div id="rabbit" style="width:102px;height:80px;background-repeat:no-repeat"></div> <script src="../build/animation.js"></script> <script>var imgUrl = 'rabbit-big.png';var positions = ['0,-854','-174 -852','-349 -852','-524 -852','-698 -852','-873 -848'];var ele = document.getElementById('rabbit');var animation = window.animation;var repeatAnimation = animation().loadImage([imgUrl]).changePosition(ele,positions,imgUrl).repeatForever();repeatAnimation.start(80); </script></body></html>

 

更多实例

  除了可以实现兔子推车的效果,还可以使用帧动画实现兔子胜利和兔子失败的效果

<!DOCTYPE html><html lang="en"><head><meta charset="UTF-8"><title>Document</title><style>div{position:absolute;width:102px;height:80px;background-repeat:no-repeat;} </style></head><body><div id="rabbit1" style="left:10px;top:50px;"></div><div id="rabbit2" style="left:120px;top:50px;"></div><div id="rabbit3" style="left:230px;top:50px;"></div> <script type="text/javascript" src="http://sandbox.runjs.cn/uploads/rs/26/ddzmgynp/animation.js"></script><script>var baseUrl = '';var images = ['rabbit-big.png','rabbit-lose.png','rabbit-win.png'];for(var i = 0; i < images.length; i++){ images[i] = baseUrl + images[i];}var rightRunningMap = ["0 -854", "-174 -852", "-349 -852", "-524 -852", "-698 -851", "-873 -848"];var leftRunningMap = ["0 -373", "-175 -376", "-350 -377", "-524 -377", "-699 -377", "-873 -379"];var rabbitWinMap = ["0 0", "-198 0", "-401 0", "-609 0", "-816 0", "0 -96", "-208 -97", "-415 -97", "-623 -97", "-831 -97", "0 -203", "-207 -203", "-415 -203", "-623 -203", "-831 -203", "0 -307", "-206 -307", "-414 -307", "-623 -307"];var rabbitLoseMap = ["0 0", "-163 0", "-327 0", "-491 0", "-655 0", "-819 0", "0 -135", "-166 -135", "-333 -135", "-500 -135", "-668 -135", "-835 -135", "0 -262"];var animation = window.animation;function repeat(){ var repeatAnimation = animation().loadImage(images).changePosition(rabbit1, rightRunningMap, images[0]).repeatForever(); repeatAnimation.start(80); }function win() { var winAnimation = animation().loadImage(images).changePosition(rabbit2, rabbitWinMap, images[2]).repeatForever(); winAnimation.start(200);}function lose() { var loseAnimation = animation().loadImage(images).changePosition(rabbit3, rabbitLoseMap, images[1]).repeatForever(); loseAnimation.start(200);}repeat();win();lose();</script></body></html>