Javascript动画的实现原理浅析

  假设有这样一个动画功能需求:把一个div的宽度从100px变化到200px。写出来的代码可能是这样的:

  

复制代码 代码如下:

  <div id="test1" style="width: 100px; height: 100px; background: blue; color: white;"></div>

  function animate1(element, endValue, duration) {

  var startTime = new Date(),

  startValue = parseInt(element.style.width),

  step = 1;

  var timerId = setInterval(function() {

  var nextValue = parseInt(element.style.width) + step;

  element.style.width = nextValue + 'px';

  if (nextValue >= endValue) {

  clearInterval(timerId);

  // 显示动画耗时

  element.innerHTML = new Date - startTime;

  }

  }, duration / (endValue - startValue) * step);

  }

  animate1(document.getElementById('test1'), 200, 1000);

  原理是每隔一定时间增加1px,一直到200px为止。然而,动画结束后显示的耗时却不止1s(一般是1.5s左右)。究其原因,是因为setInterval并不能严格保证执行间隔。

  有没有更好的做法呢?下面先来看一道小学数学题:

  

复制代码 代码如下:

  A楼和B楼相距100米,一个人匀速从A楼走到B楼,走了5分钟到达目的地,问第3分钟时他距离A楼多远?

  匀速运动中计算某个时刻路程的计算公式为:路程 * 当前时间 / 时间 。所以答案应为 100 * 3 / 5 = 60 。

  这道题带来的启发是,某个时刻的路程是可以通过特定公式计算出来的。同理,动画过程中某个时刻的值也可以通过公式计算出来,而不是累加得出:

  

复制代码 代码如下:

  <div id="test2" style="width: 100px; height: 100px; background: red; color: white;"></div>

  function animate2(element, endValue, duration) {

  var startTime = new Date(),

  startValue = parseInt(element.style.width);

  var timerId = setInterval(function() {

  var percentage = (new Date - startTime) / duration;

  var stepValue = startValue + (endValue - startValue) * percentage;

  element.style.width = stepValue + 'px';

  if (percentage >= 1) {

  clearInterval(timerId);

  element.innerHTML = new Date - startTime;

  }

  }, 13);

  }

  animate2(document.getElementById('test2'), 200, 1000);

  这样改良之后,可以看到动画执行耗时最多只会有10几ms的误差。但是问题还没完全解决,在浏览器开发工具中检查test2元素可以发现,test2的最终宽度可能不止200px。仔细检查animate2函数的代码可以发现:

  1.percentage的值可能大于1,可以通过Math.min限制最大值解决。

  2.即使保证了percentage的值不大于1,只要endValue或startValue为小数,(endValue - startValue) * percentage的值也可能产生误差,因为Javascript小数运算的精度不够。其实我们要保证的只是最终值的准确性,所以在percentage为1的时候,直接使用endValue即可。

  于是,animate2函数的代码修改为:

  

复制代码 代码如下:

  function animate2(element, endValue, duration) {

  var startTime = new Date(),

  startValue = parseInt(element.style.width);

  var timerId = setInterval(function() {

  // 保证百分率不大于1

  var percentage = Math.min(1, (new Date - startTime) / duration);

  var stepValue;

  if (percentage >= 1) {

  // 保证最终值的准确性

  stepValue = endValue;

  } else {

  stepValue = startValue + (endValue - startValue) * percentage;

  }

  element.style.width = stepValue + 'px';

  if (percentage >= 1) {

  clearInterval(timerId);

  element.innerHTML = new Date - startTime;

  }

  }, 13);

  }

  还有最后一个疑问:setInterval的间隔为何设为13ms?原因是当下显示器的刷新率一般不超过75Hz(即每秒刷新75次,也就是每隔约13ms刷新一次),把间隔跟刷新率同步效果更好。