CSS3的過渡屬性,給web應用帶來了簡單優雅的動畫,但是比起初次相見,他(transition)有許多細則。

在這片文章中,我將會專研CSS3的過渡(transition)中更加複雜的部分,從鏈式和事件到硬體加速和動畫函數。

讓瀏覽器控制動畫序列,通過改變幀率,減少繪畫和減少GPU的工作,能夠優化性能和效率。

應用 transition

一個最簡單使用transition的方法就是和CSS偽元素一起用,比如:hover。注意我們在指定屬性名字,transition的時長,以及默計時函數,linear。

.element {
height: 100px;
transition: height 2s linear;
}

.element:hover {
height: 200px;
}

當:hover偽元素被激活的時候,這高度會動態地在兩秒內從100px過度到200px。

duration是唯一在transition縮寫中需要的項目。瀏覽器默認的定時方法是ease,以及一個all的屬性,除非他們已經提供了。

當談論到激活transition,我們不希望被限制於使用偽元素 —— 很顯然這不靈活。解決這個的方法就是用程序添加和刪除class

/* CSS */
.element {
opacity: 0.0;
transform: scale(0.95) translate3d(0,100%,0);
transition: transform 400ms ease, opacity 400ms ease;
}

.element.active {
opacity: 1.0;
transform: scale(1.0) translate3d(0,0,0);
}

.element.inactive {
opacity: 0.0;
transform: scale(1) translate3d(0,0,0);
}

// JS with jQuery
var active = function(){
$(.element).removeClass(inactive).addClass(active);
};

var inactive = function(){
$(.element).removeClass(active).addClass(inactive);
};

以上的列子,我們用了2個不同的過渡(transition),當激活的時候,元素向上滑動,當無效化之後,淡出。所有的javascript所做的事就是切換active 和 inactive這兩個class。

過渡漸變

不是所有的CSS屬性都能過渡,最基本的規則是你只能過渡絕對值。比如,你不能讓height從 0px過渡到auto,瀏覽器不能計算中間過度值,因此屬性變化是瞬間的。Oli Studholme提供了便利的 一份完全過度屬性的列表。

同時,有一些很好的解決方法。第一個方法包括添加透明度到漸變,然後過渡到背景色。比如:

.panel {
background-color: #000;
background-image: linear-gradient(rgba(255, 255, 0, 0.4), #FAFAFA);
transition: background-color 400ms ease;
}

.panel:hover {
background-color: #DDD;
}

如果漸變是持續的,你可以過渡background-position,就像這裡寫的,否則,你的最後手段是創建兩個元素,一個放在另一個之上,然後過渡你的透明度。

.element {
width: 100px;
height: 100px;
position: relative;
background: linear-gradient(#C7D3DC,#5B798E);
}

.element .inner {
content: ;
position: absolute;
left: 0; top: 0; right: 0; bottom: 0;
background: linear-gradient(#DDD, #FAFAFA);
opacity: 0;
transition: opacity 1s linear;
}

.element:hover .inner {
opacity: 1;
}

後者方法的需要注意的是,這需要額外的標記,並且在內部的div能夠捕捉到指針事件。偽元素,類似:before和:after可以是過度理想的使用案例。

硬體加速

過渡某個屬性,比如left和margin會導致瀏覽器每幀都會重新計算樣式。這消耗相當昂貴,並且可能會導致不必要的重繪,特別是如果你在屏幕上有很多元素。這在低性能設備上顯得特別明顯,比如手機。

這個解決方案是使用CSS過渡來減少渲染給GPU帶來的壓力。簡單來說,這在過渡的時候,將元素變成了一張圖片,避免任何樣式重新計算,這極大程度上增加了性能。一個簡單強迫瀏覽器用硬體渲染一個元素的方法是,設置轉型的Z軸,這個你可以用translate3d:

transform: translate3d(0,0,0);

不過這不是根治性能的方法,並且會帶來許多本身的問題。只有當需要的時候,你才應該用硬體加速,並且完全不需要在每個元素上都使用它。

比如,硬體加速會導致微妙的字體問題,比如一個字體出現的時候失去了加粗效果。這是因為一個bug,當元素開啟硬體加速的時候,不支持子像素抗鋸齒。你可以看到在兩個渲染模式下的一個清晰的差別。

此外,不同的瀏覽器用不同的硬體加速的庫,這可能會造成跨瀏覽器問題。比如,當Chrome和Safari都是WebKit內核的,Chrome使用Skia來做圖形渲染,然而同時Safari用的CoreGraphics。這兩個庫之間的差別是細微的,但是確是存在。

你可以用Chrome的開發者工具概覽頁面,顯示所有的重繪。外加你可以在開發者工具選項中選擇顯示三角形,甚至可以通過 about:flags 打開複合渲染層邊界,來看哪個層是作用在GPU上的。關鍵是批量在DOM刷新下,減少繪畫,並且從GPU上減少最多的的壓力。

如果你在瀏覽器之間因為硬體加速而有了顯示問題,比如閃爍或者顫動,確保你沒有用transform3d()的CSS屬性在元素上。

剪裁

為了充分利用GPU渲染,你需要避免使用CSS樣式變換而不是像width這種重新計算樣式的屬性。若果你確實需要給元素的寬度做動畫?解決方案就是剪裁。

在以下的例子中個,你可以看到一個搜索框和2個過度狀態。第二個擴展狀態被一個剪裁的元素給隱藏了。

過渡這個擴展的寬度,我們所需要做的就是轉變X軸到左邊。這邊的關鍵是我們用translate3d而不是改變元素的寬度。

.clipped {
overflow: hidden;
position: relative;
}

.clipped .clip {
right: 0px;
width: 45px;
height: 45px;
background: url(/images/clip.png) no-repeat
}

input:focus {
-webkit-transform: translate3d(-50px, 0, 0);
}

確保我們不會在每一幀重新計算元素的寬度,過渡會變得順滑和高性能。

時間函數

到目前為止,我們用了一些瀏覽器預定義時間函數linear, ease, ease-in, ease-out和ease-in-out。對於更多複雜的時間函數來說,我們要寫我們自己的時間函數,通過定義貝塞爾曲線的4個關鍵點。

transition: -webkit-transform 1s cubic-bezier(.17,.67,.69,1.33);

規劃過渡

在CSS中寫過渡非常好,但是有時候你需要更多控制,特別是談到鏈式過渡的時候。幸運的是我們不僅能從javascript中調用過渡,也能定義他們。

CSS過渡有一個魔法般的all屬性,這確保了任何屬性改變都是過渡的。讓我們看看如何實踐他們

var defaults = {
duration: 400,
easing:
};

$.fn.transition = function (properties, options) {
options = $.extend({}, defaults, options);
properties[webkitTransition] = all + options.duration + ms + options.easing;
$(this).css(properties);
};

現在我們有個jQuery函數$.fn.transition,我們可以用它來編程調用過渡。

$(.element).transition({background: red});

過渡回調

接下來的步奏是鏈式過渡,是過渡結束後回調。你可以在Webkit中獲得這個狀態,通過監聽webkitTransitionEnd這個事件。

var callback = function () {
// ...
}

$(this).one(webkitTransitionEnd, callback)
$(this).css(properties);

記住有時候事件沒有綁定,經常是在那些屬性不改變或者一個繪畫沒有被觸發的情況下。為了確保我們一直有一個回調,讓我們設置一個超時,這會手動幫我們觸發時間。

$.fn.emulateTransitionEnd = function(duration) {
var called = false, $el = this;
$(this).one(webkitTransitionEnd, function() { called = true; });
var callback = function() { if (!called) $($el).trigger(webkitTransitionEnd); };
setTimeout(callback, duration);
};

我們在設置元素css之前,請求 $.fn.emulateTransitionEnd(),以確保我們過渡之後會有CSS回調。

$(this).one(webkitTransitionEnd, callback);
$(this).emulateTransitionEnd(options.duration + 50);
$(this).css(properties);

鏈式過渡

因此,現在我們能夠通過寫程引用過渡,當他們結束之後獲得回調,我們能夠開始排序過渡。我們能夠寫自己的序列來做這件事,但是我們用了jQuery,我們最好滲透庫的現存方法。

jQuery提供了2個關鍵函數和他的隊列和API聯繫,$.fn.queue(callback)和 $.fn.dequeue()。前者加了一個回調到隊列中,然後後者執行下一個隊列中的項目。

換句話說,我們需要設置我們的CSS過渡在$.fn.queue回調之中,然後確保當過渡完成的時候,我們調用了$.fn.dequeue

var $el = $(this);
$el.queue(function(){
$el.one(webkitTransitionEnd, function(){
$el.dequeue();
});
$el.css(properties);
});

這個例子相對簡單,但是他讓我們創建了複雜的鏈式動畫,並且甚至使用jQuery的delay()函數:比如:

$(.element).transition({left: 20px})
.delay(200)
.transition({background: red});

重新繪製

在過渡的時候,你會需要兩組CSS屬性。最初的屬性是動畫應該從哪裡開始,和最後的屬性,過渡應該在哪裡結束。

$(.element).css({left: 10px})
.transition({left: 20px});

然而,你會發現如果你應用了兩組屬性,一個立馬在另一個之後運行了,然後瀏覽器嘗試優化屬性改變,無視你的初始屬性和阻止過渡。在場景之後,瀏覽器繪製之前,批處理屬性變動,經常會加速渲染,經常會有不良反應。

解決方法是在兩組屬性之間強迫重繪。一個簡單的方法是獲取Dom元素的offsetHeight屬性,就像這樣

$.fn.redraw = function(){
$(this).each(function(){
var redraw = this.offsetHeight;
});
};

這在素有的瀏覽器中有有效,但是我有次很巧合地在Android中,這依然不行。可供替代的方法有timeout或者切換class名。

$(.element).css({left: 10px})
.redraw()
.transition({left: 20px});

未來

過渡(Transition)正在活躍地應用,以及下一個標準看上去很有前景。這個建議包括了一個新的javascript的API,這個api專註於過渡現存的限制,並給與開發者更多的靈活性。

實際上,你可以在github上找到新API的鋪墊。這包括了舉例一個Animation構造函數,傳遞到一個元素,讓它做動畫,做動畫的屬性,還有其他的屬性,諸如延遲。

var anim = new Animation(elem, { left: 100px }, 3);
anim.play();

有了這個新的API,你可以同步動畫,提供私人定製的時間函數,並且或者完整的回調。這真是一件激動人心的事啊!

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