Javascript動畫的實現原理淺析

2019-11-20 13:04:10

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供稿：網友

假設有這樣一個動畫功能需求：把一個div的寬度從100px變化到200px。寫出來的代碼可能是這樣的：

<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);
            // 顯示動畫耗時
            element.innerHTML = new Date - startTime;
        }
    }, duration / (endValue - startValue) * step);
}

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

原理是每隔一定時間增加1px，一直到200px為止。然而，動畫結束后顯示的耗時卻不止1s（一般是1.5s左右）。究其原因，是因為setInterval并不能嚴格保證執行間隔。

有沒有更好的做法呢？下面先來看一道小學數學題：

復制代碼代碼如下:

A樓和B樓相距100米，一個人勻速從A樓走到B樓，走了5分鐘到達目的地，問第3分鐘時他距離A樓多遠？

勻速運動中計算某個時刻路程的計算公式為：路程 * 當前時間 / 時間。所以答案應為 100 * 3 / 5 = 60 。

這道題帶來的啟發是，某個時刻的路程是可以通過特定公式計算出來的。同理，動畫過程中某個時刻的值也可以通過公式計算出來，而不是累加得出：

復制代碼代碼如下:

<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);

這樣改良之后，可以看到動畫執行耗時最多只會有10幾ms的誤差。但是問題還沒完全解決，在瀏覽器開發工具中檢查test2元素可以發現，test2的最終寬度可能不止200px。仔細檢查animate2函數的代碼可以發現：

1.percentage的值可能大于1，可以通過Math.min限制最大值解決。
2.即使保證了percentage的值不大于1，只要endValue或startValue為小數，(endValue - startValue) * percentage的值也可能產生誤差，因為Javascript小數運算的精度不夠。其實我們要保證的只是最終值的準確性，所以在percentage為1的時候，直接使用endValue即可。

于是，animate2函數的代碼修改為：

復制代碼代碼如下:

function animate2(element, endValue, duration) {
var startTime = new Date(),
startValue = parseInt(element.style.width);

    var timerId = setInterval(function() {
        // 保證百分率不大于1
        var percentage = Math.min(1, (new Date - startTime) / duration);

        var stepValue;
        if (percentage >= 1) {
            // 保證最終值的準確性
            stepValue = endValue;
        } else {
            stepValue = startValue + (endValue - startValue) * percentage;
        }
        element.style.width = stepValue + 'px';

        if (percentage >= 1) {
            clearInterval(timerId);
            element.innerHTML = new Date - startTime;
        }
    }, 13);
}

還有最后一個疑問：setInterval的間隔為何設為13ms？原因是當下顯示器的刷新率一般不超過75Hz（即每秒刷新75次，也就是每隔約13ms刷新一次），把間隔跟刷新率同步效果更好。

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