原生JS实现DOM爆炸效果

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2018-11-23
原文链接:zhuanlan.zhihu.com

爆炸动效分享


前言

此次分享是一次自我组件开发的总结,还是有很多不足之处,望各位大大多提宝贵意见,互相学习交流。

分享内容介绍

通过原生js代码,实现粒子爆炸效果组件 组件开发过程中,使用到了公司内部十分高效的工程化环境,特此打个广告: 新浪移动诚招各种技术大大!可以私聊投简历哦!



效果预览



效果分析


  • * 点击作为动画开始的起点,自动结束
  • * 每次效果产生多个抛物线粒子运动的元素,方向随机,展示内容不一样,有空间上Z轴的大小变化
  • * 需求上可以无间隔点击,即第一组动画未结束可播放第二组动画
  • * 动画基本执行时长一致


由以上四点分析后,动画实现有哪些实现方案呢?

  • css操作态变换(如focus)使子元素执行动画
`不可取,效果可多次连点,css状态变换与需求不符`


  • Js 控制动画开始,事先写好css动画预置,通过class 包含选择器切换动画 例如: .active .items{animation:xxx ...;}
`不可取,单次执行动画没有问题,但是存在效果的固定,以及无法连续执行动画`


  • 事先写好大量动画,隐藏大量dom元素,动画开始随机选取dom元素执行自己唯一的动画keyframes
`实现层面来说,行得通,但是评论列表长的时候,dom数量巨大,且css大量动画造成代码量沉重、无随机性`
  • 抛弃css动画,使用canvas 绘制动画
`可行,但是canvas维护成本略高,且自定义功能难设计,屏幕适配也有一定成本`
  • js做dom创建,生成随机css @keyframes
`可行,但是创建style样式表,引发css重新渲染页面,会导致页面的性能下降,且抛物线css的复杂度不低,暂不作为首选`
  • js 刷帧 做dom渲染
`可行,但是刷帧操作会造成性能压力`



结论

canvas虽说可行,但由于其开发弊端 本次分享不以canvas为分享内容,而是使用最后一种 js刷帧的dom操作





组件结构


由截图分享,动画可以分为两个模块,首先,随机发散的粒子具有共性:抛物线动画,淡出,渲染表情


而例子数量变多之后则为截图中的效果


但是,由于性能原因,我们需要做到粒子的掌控,实现资源再利用,那么还需要第二个模块,作为粒子的管控组件


所以: 此功能可使用两个模块进行开发: partical.js 粒子功能 与 boom.js 粒子管理




实现 Partical.js

1. 前置资源:抛物线运动的物理曲线需要使用Tween.js提供的速度函数


若不想引入Tween.js 可以使用以下代码

/** Tween.js
* t: current time(当前时间);
* b: beginning value(初始值);
* c: change in value(变化量);
* d: duration(持续时间)。
* you can visit '缓动函数速查表' to get effect
*/            
        
const Quad = {
    easeIn: function(t, b, c, d) {
        return c * (t /= d) * t + b;
    },
    easeOut: function(t, b, c, d) {
        return -c *(t /= d)*(t-2) + b;  
    },
    easeInOut: function(t, b, c, d) {
        if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * t * t + b;
        return -c / 2 * ((--t) * (t-2) - 1) + b;
    }
}
const Linear = function(t, b, c, d) { 
     return c * t / d + b; 
}


2. 粒子实现

实现思路:

希望在粒子管控组件时,使用new partical的方式创建粒子,每个粒子存在自己的动画开始方法,动画结束回调。

由于评论列表可能存在数量巨大的情况,我们希望只全局创建有限个数的粒子,那么则提供呢容器移除粒子功能以及容器添加粒子的功能,实现粒子的复用

partical_style.css

//粒子充满粒子容器,需要容器存在尺寸以及relative定位
.Boom-Partical_Holder{
    position: absolute;
    left:0;
    right:0;
    top:0;
    bottom:0;
    margin:auto;
}

particle.js

import "partical_style.css";
        
class Partical{
    // dom为装载动画元素的容器 用于设置位置等样式
    dom = null;
    // 动画开始时间
     StartTime = -1;
    // 当前粒子的动画方向,区别上抛运动与下抛运动
    direction = "UP";
    // 动画延迟
    delay = 0;
    // 三方向位移值
    targetZ = 0;
    targetY = 0;
    targetX = 0;
    // 缩放倍率
    scaleNum = 1;
    // 是否正在执行动画
    animating = false;
    // 粒子的父容器,标识此粒子被渲染到那个元素内
    parent = null;
    // 动画结束的回调函数列表
    animEndCBList = [];
    // 粒子渲染的内容容器 slot
    con = null;
            
    constructor(){
        //创建动画粒子dom
        this.dom = document.createElement("div");
        this.dom.classList.add("Boom-Partical_Holder");
        this.dom.innerHTML = `
            <div class="Boom-Partical_con">
                Boom
            </div>
        `;
    }
            
    // 在哪里渲染
    renderIn(parent) {
        // dom判断此处省略
        parent.appendChild(this.dom);
        this.parent = parent;
        // 此处为初始化 slot 容器
        !this.con && ( this.con = this.dom.querySelector(".Boom-Partical_con"));
     }
            
     // 用于父容器移除当前粒子
     deleteEl(){
         // dom判断此处省略
         this.parent.removeChild(this.dom);
     }
            
     // 执行动画,需要此粒子执行动画的角度,动画的力度,以及延迟时间
     animate({ deg, pow, delay } = {}){
         // 后续补全
     }
            
     // 动画结束回调存储
     onAnimationEnd(cb) {
         if (typeof cb !== 'function') return;
         this.animEndCBList.push(cb);
     }
            
     // 动画结束回调执行
     emitEndCB() {
         this.dom.style.cssText += `;-webkit-transform:translate3d(0,0,0);opacity:1;`;
         this.animating = false;
         try {
             for (let cb  of this.animEndCBList) {
                  cb();
             }
         } catch (error) {
             console.warn("回调报错:",cb);
         }
     }
            
     // 简易实现slot功能,向粒子容器内添加元素
     insertChild(child){
         this.con.innerHTML = '';
         this.con.appendChild(child);
     }
}



致此,我们先创建了一个粒子对象的构造函数,现在考虑一下我们实现了我们的设计思路吗?


  • * 使用构造函数new Partical( )粒子
  • * 粒子实力对象存在 animate 执行动画方法
  • * 有动画结束回调函数的存储和执行
  • * 设置粒子的父元素: renderIn 方法
  • * 父元素删除粒子: deleteEl 方法


为了更好的展示粒子内容,我们特意在constructor里创建了一个 Boom-Partical_con 元素用于模拟slot功能: insertChild方法,用于使用者展示不同的内容进行爆炸💥



接下来考虑一下动画的实现过程,动画毫无疑问为抛物线动画,这种动画在代码中实现可以使用物理公式,

但是我们也可以通过速度曲线实现,想想上抛过程可以想成 由于重力影响 ,变成一个速度逐渐减小的向上位移的过程,

而下抛过程可以理解为加速过程;

则可对应为速度曲线的easeOut 与 easeIn,

而水平方向可以理解为匀速运动,则是 linear;


我们以水平向右为X正方向0度,顺时针方向角度增加;

则 小于 180度为向下, 大于180度为向上

假设方向为`四点钟`方向,夹角则为 `30` 度,

按照高中物理,大小为N的力:

` 在X轴的分量应为 cos(30) * N ` ` 在Y轴的分量应为 sin(30) * N`


力的分解图解


也就是说 我们可以知道一个方向上的力在XY轴的分量大小,

假设我们将 力 的概念 转化为 视图中 位移的概念,

我们将 力量1 记为 10vh的大小

于是我们可以定义全局变量


const POWER = 10; // 单位 vh 力的单位转化比例
    const G = 5;      // 单位 vh 重力值
    const DEG = Math.PI / 180;  
    const Duration = .4e3; //假设动画执行时长400毫秒


由此 我们补全 animate方法


// 执行动画 角度 , 力 1 ~ 10 ; 1 = 10vh
    animate({ deg, pow, delay } = {}) {
        this.direction = deg > 180 ? "UP" : "DOWN";
        this.delay = delay || 0;
        let r = Math.random();
        this.targetZ = 0;
        this.targetY = Math.round(pow * Math.sin(deg * DEG) * POWER);
        this.targetX = Math.round(pow * Math.cos(deg * DEG) * POWER) * (r + 1);
        this.scaleNum = (r * 0.8) * (r < 0.5 ? -1 : 1);
        this.raf();
    }



animte的思路为:通过传入的角度和力度 计算目标终点位置(因为力最终转化为位移值,力越大,目标位移越大)


使用随机数计算此次动画的缩放值变化范围(-0.8 ~ 0.8)


然后执行刷帧操作 raf


raf(){
        // 正在执行动画    
        this.animating = true;

        // 动画开始时间
        this.StartTime = +new Date();
        let StartTime = this.StartTime;
        
        // 获取延时
        let delay = this.delay;
        
        // 动画会在延时后开始,也就是真正开始动画的时间
        let StartTimeAfterDelay = StartTime + delay



        let animate = () => {
            // 获取从执行动画开始经过了多久
            let timeGap = +new Date() - StartTimeAfterDelay;
            // 大于0 证明过了delay时间
            if (timeGap >= 0) {
                // 大于Duration证明过了结束时间
                if (timeGap > Duration) {
                    // 执行动画结束回调
                    this.emitEndCB();
                    return;
                }
                // 设置应该设置的位置的样式
                this.dom.style.cssText += `;will-change:transform;-webkit-transform:translate3d(${this.moveX(timeGap)}vh,${this.moveY(timeGap)}vh,0) scale(${this.scale(timeGap)});opacity:${this.opacity(timeGap)};`;
            }
            requestAnimationFrame(animate);
        }
        animate();
    }



刷帧操作中判断了delay时间的处理以及结束的时间处理回调


那么揭晓来就剩下 moveX,moveY,scale,opacity的设置


// 水平方向为匀速,所以使用Linear
    moveX(currentDuration) {
        // 此处 * 2 是效果矫正后的处理,可根据自己的需求修改水平位移速度
        return Linear(currentDuration, 0, this.targetX, Duration) * 2;
    }
    
    // 缩放 使用了easeOut曲线, 可根据需求自行修改
    scale(currentDuration) {
        return Quad.easeOut(currentDuration, 1, this.scaleNum, Duration);
    }
    
    // 透明度 使用了easeIn速度曲线,保证后消失
    opacity(currentDuration) {
        return Quad.easeIn(currentDuration, 1, -1, Duration);
    }
    
    // 竖直方向上位移计算
    moveY(currentDuration) {
        let direction = this.direction;
        if (direction === 'UP') {
            // G用于模拟上抛过程的重力
            // 如果是上抛运动
            if (currentDuration < Duration / 2) {
                // 上抛过程 我们使用easeOut速度逐渐减小,我们让动画在一半时移到最高点
                return Quad.easeOut(currentDuration, 0, this.targetY + G, Duration / 2);
            }
            // 上抛的下降过程,从最高点下降
            return this.targetY + G - Quad.easeIn(currentDuration - Duration / 2, 0, this.targetY / 2, Duration / 2);
        }
        // 下抛运动直接easeIn
        return Quad.easeIn(currentDuration, 0, this.targetY, Duration);
    }



至此,partical.js 结束,文件末尾加一行


export default Partical;



此时 我们的partical.js输出一个构造函数:


  • * new 的时候创建了粒子元素,
  • * 使用onAnimtionEnd可以实现动画结束的回调函数
  • * insertChild可以向粒子内渲染使用者自定义的dom
  • * renderIn 可以设置粒子父元素
  • * deleteEl 可以从父元素删除粒子
  • * animate 可以执行刷帧,渲染计算位置,触发回调

于是对于粒子来说,只剩下在执行animte的时候 传入的力的大小,方向,以及延迟时间




粒子管理 Boom.js

之所以叫Boom是因为一开始组件名叫Boom,其实叫ParticalController更好一些,哈哈😄


对于Boom.js的功能需求为


  • 创建粒子
  • 执行粒子动画,赋予动画力、角度、延时
  • 设置粒子容器


可达到效果:


  • 不关心业务,业务使用者传入每个粒子slot内容数组
  • 粒子组件可复用
  • 易于维护(可能是哈哈哈)

于是粒子管理器构架为:


import Partical from "partical.js";

    class Boom{
        // 实例化的粒子列表
        particalList = [];
        // 单次生成的粒子个数
        particalNumbers = 6;
        // 执行动画的间隔时间
        boomTimeGap = .1e3;
        boomTimer = 0;
        // 用户插入粒子的slot 的内容
        childList = [];
        // 默认旋转角度
        rotate = 120;
        // 默认的粒子发散范围
        spread = 180;
        // 默认随机延迟范围
        delayRange = 100;
        // 默认力度
        power = 3;
        // 此次执行粒子爆炸的是那个容器
        con = null;
        
        constructor({ childList , container , boomNumber , rotate , spread , delayRange , power} = {}){
            
            this.childList = childList || [];
            this.con = container || null;
            this.particalNumbers = boomNumber || 6;
            this.rotate = rotate || 120;
            this.spread = spread || 180;
            this.delayRange = delayRange || 100;
            this.power = power || 3;
            this.createParticals(this.particalNumbers);
        }
        setContainer(con){
            this.con = con;
        }
        // 创建粒子 存入内存数组中
        createParticals(num){
            for(let i = 0 ; i < num ; i++){
                let partical = new Partical();
                partical.onAnimationEnd(()=>{
                    partical.deleteEl();
                });
                this.particalList.push(partical)
            }
        }
        // 执行动画
        boom(){
            // 限制动画执行间隔
            let lastBoomTimer = this.boomTimer;
            let now = +new Date();
            if(now - lastBoomTimer < this.boomTimeGap){
                // console.warn("点的太快了");
                return;
            }
            this.boomTimer = now;
            
            
            console.warn("粒子总数:" , this.particalList.length)
            let boomNums = 0;
            // 在内存列表找,查找没有执行动画的粒子
            let unAnimateList = this.particalList.filter(partical => partical.animating == false);
    
            let childList = this.childList;
            let childListLength = childList.length;
    
            let rotate = this.rotate;
            let spread = this.spread;
            let delayRange = this.delayRange;
            let power = this.power;
            
            // 每有一个未执行动画的粒子,执行一次动画
            for(let partical of unAnimateList){
                if(boomNums >= this.particalNumbers) return ;
                
                boomNums++;
                let r = Math.random();
                // 设置粒子父容器
                partical.renderIn(this.con);
                // 随机选择粒子的slot内容
                partical.insertChild(childList[Math.floor(r * childListLength)].cloneNode(true));
                // 执行动画,在输入范围内随机角度、力度、延迟
                partical.animate({
                    deg: (r * spread + rotate) % 360,
                    pow: r * power + 1,
                    delay: r * delayRange,
                });
            }
            // 如果粒子树木不够,则再次创建,防止下次不够用
            if(boomNums < this.particalNumbers){
                this.createParticals(this.particalNumbers - boomNums);
            }
        }
    }
    
    
    export default Boom;


使用demo


let boomChildList = [];
    
    
    for(let i = 0 ; i < 10; i++){
        let tempDom = document.createElement("div");
        tempDom.className = "demoDom";
        tempDom.innerHTML = i;
        boomChildList.push(tempDom);
    }
    
    let boom = new Boom({
        childList: boomChildList,
        boomNumber: 6,
        rotate: 0,
        spread: 360,
        delayRange: 100,
        power: 3,
    });



代码资源


源码链接pan.baidu.com


组件效果预览

结尾

可能效果中实现的思维还有不妥和欠缺,欢迎各位大大提出宝贵意见,互相交流、学习!

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