实例CSS3开场动画的制作与优化_html/css_WEB-ITnose

素材：

期望效果： http://v.youku.com/v_show/id_XMjY2NTc1MzYw.html

一开始需要制作这个动画的时候，其实我是拒绝的，因为单凭这几个素材，即便我对动画了如指掌，也是无从下手的。后来有一天，我见到了wow军团再临的CG动画，脑海中突然灵光一闪，便出现了这样的构思：

“穿越重重的云层，伴随着白天到黑夜的转化，logo从遥远的地方出现，随后往屏幕方向快速移动，在logo快要充满整个屏幕的时候星光一闪，又消逝在远方…” 

于是我开始了开场动画的坎坷历程。

云层制作：

云层的制作耗时比较久，期间参阅了网上一些使用CSS模拟云层的博文及示例，下面列出两个比较好的示例：

移动的云： https://codepen.io/montanaflynn/pen/orxwK

3D云： https://www.clicktorelease.com/blog/how-to-make-clouds-with-css-3d

实际上使用单图片来模拟云层会有一些体验问题，比如，当我们试图穿过一片图片生成的云时，会感觉一下就没了，对用户而言会产生一定的视觉落差，而真实的云层是一片区域，所以一片云我使用了5张图片转换方向来生成，这样在三维的场景下我们的云就有了充实感。

下面引用一段Jaume Sanchez Elias写的3D云的生成代码：

function createCloud() {    vardiv = document.createElement('div');    div.className = 'cloudBase';    // 随机定位当前云团位置    var t = 'translateX( ' + random_x + 'px )  ' +           'translateY( ' + random_y + 'px )  ' +           'translateZ( ' + random_z + 'px )';    div.style.transform = t;    world.appendChild(div);    for (varj = 0; j < 5 + Math.round(Math.random() * 10); j++) {        varcloud = document.createElement('div');        cloud.className = 'cloudLayer';        // 随机产生云层的'translateX/translateY/translateZ/rotateZ/scale       // CSS值，这里是云团充实感的关键实现        cloud.data = {            x: random_x,            y: random_y,            z: random_z,            a: random_a,            s: random_s        };        var t = 'translateX( ' + random_x + 'px )  ' +                'translateY( ' + random_y + 'px )  ' +               'translateZ( ' + random_z + 'px )  ' +               'rotateZ( ' + random_a + 'deg )  ' +               'scale( ' + random_s + ' )';         cloud.style.transform = t;        div.appendChild(cloud);        layers.push(cloud);    }    return div;}

通过上面的方法去输出云层，我们便拥有了质感较强的云。而为了让动画的加载更快一些，我将生成的云层以固定DOM的形式写在页面中，让前期的JS消耗尽量减小，并且图片的加载会在页面加载之初进行。在有了云层DOM后，便可以开始着手穿越云层效果的制作了，穿越过程里还夹带了从白天到黑夜的背景色变化效果，这个穿越的动作我使用translateZ属性来实现，让屏幕随着时间往前推进，完成穿越云层的效果，代码实现如下（这里仅展示webkit版本代码）：

@-webkit-keyframes angular {    0% {        -webkit-transform: translateZ(300px);        opacity: 1;    }    100% {        -webkit-transform: translateZ(570px);        opacity: 1;    }} @-webkit-keyframes dayToNight {    0% {        background-color: #007fd5;        opacity: 1;    }    100% {        background-color: #000;        opacity: 1;    }}

星光及logo:

logo及星光的呈现过程是一个放大及放更大/缩小的过程，通过改变它的scale可以实现，实现如下：

/* 星光场景 */@-webkit-keyframes starsense {    0% {        -webkit-transform: scale(1);        opacity: 0;    }    30% {        -webkit-transform: scale(25);        opacity: 1;    }    90% {        -webkit-transform: scale(0);        opacity: 1;    }    100% {        -webkit-transform: scale(0);        opacity: 0;    }}/* logo场景 */@-webkit-keyframes logosense {    0% {        -webkit-transform: scale(0);        transform: scale(0);        opacity: 1;    }    20% {        -webkit-transform: scale(1);        transform: scale(1);    }    85% {        -webkit-transform: scale(1);        transform: scale(1);        opacity: 1;        -webkit-filter: blur(0);    }    100% {        -webkit-transform: scale(100);        transform: scale(100);        opacity: 0;        -webkit-filter: blur(50px);    }}

性能优化：

由于在测试中发现动画的性能是一个比较大的问题，在一些配置比较低的机器会有很多掉帧，卡顿的现象，因此需要进行性能方面的优化。

我使用chrome里面的工具Timeline进行了动画执行性能检查，从中发现，在动画执行周期内，渲染及重绘耗费的资源比较多，并且期间JS也占用了一些资源，于是我首先回头查看了我的动画加载函数

    function loadOpenSenseAnimation() {        isStart = true;        openSense.className += ' begin';        world.className += ' begin';        logoSense.className += ' begin';         setTimeout(function() {            viewPort.className = ' begin';        }, 4000);        loadingAudio === 0 && Audio.play();        openSense.addEventListener("webkitAnimationEnd", function(){             // 动画结束时事件             console.log('动画执行结束啦！');             if (openSense) {                // 执行完就抹除                openSense.parentNode.removeChild(openSense);            }        }, false);     }

于是它变成了这样纸：

    function loadOpenSenseAnimation() {         Settings.isStart = true;        $container.className += ' animated';         $mask.addEventListener("webkitAnimationStart", function() {            // 动画开始时候播放            if (Settings.isVoice && Settings.loadingAudio === 0) {                Settings.AudioPlayer.play();            }        }, false);         $container.addEventListener("webkitAnimationEnd",           function(animation) {            // 动画结束时事件            if (animation.animationName === Settings.EndingAnimatedName) {                OpenSense.pass();            }        }, false);    }

这里我把setTimeout函数移除掉，使用animation-delay来接替setTimeout的位置，多个DOM操作被合并成了一个，把JS的消耗影响尽量降到最低。动画的声音播放使用webkitAnimationStart事件来监听，使音乐与动画的进行同步（这里需要注意webkitAnimationEnd/webkitAnimationStart的使用，每一个子节点的动画开始结束都会触发这个事件，需要判断一下animationName 确定是否是自己需要的动画事件），接下来我再次使用Timeline进行检查：

可以看到，在动画执行期间，从云层开始帧数就一直不高，结合此前的渲染重绘时间占用率过高，初步定为CSS属性使用不当。于是我查阅了CSS动画中所使用的属性：

根据Timeline掉帧的时间片段，结合这个时间段内产生作用的CSS属性，将一些可能影响性能的属性标记了出来，并进行了排除试验，我们发现，blur是损耗性能的主要因素，于是我对CSS做了一次排除优化，将blur，重复或不必要的属性进行剔除。

优化结果：

多次优化后，通过Timeline得到了下面的结果，我们可以看到，除了页面加载之初的一些掉帧，后面基本平稳在60帧，期间的无帧数是因为动画固定在logo处停了3s左右。

在线示例： http://huangxingbang.github.io/openSense/cloud.html

总结：

1.动画尽量使用opacity/translate/rotate /scale 这些可以让GPU分担工作的属性。

2.摈弃setTimeout在动画中的控制，动画播放时机的控制使用animation-delay来实现，如果需要精准控制，使用RequestAnimationFrame对动画进行更新。

3.使用webkitAnimationStart/webkitAnimationEnd对动画并行的任务进行开始/结束控制。

参考资料：

前端性能优化（CSS动画篇）： https://segmentfault.com/a/1190000000490328

高性能 CSS3 动画： https://www.qianduan.net/high-performance-css3-animations/