一. 动画的循环间隔

编写动画循环的关键,是要知道延迟时间多长合适。一方面,循环时间必须足够短,这样才能保证动画效果更平滑流畅;另一方面,循环还要足够长,这样才能保证浏览器有能力渲染产生的变化。大多数显示器的刷新频率是60Hz,相当于每秒钟重绘60次。大多数浏览器都会对重绘操作加以限制,不超过显示器的重绘频率,因为即使超过了这个频率,用户体验也不会有提升。

因此最平滑动画的最佳循环间隔是1000ms/60,约等于17ms。以这个循环间隔重绘的动画是平滑的,因为这个速度最接近浏览器的最高限速。为了适应17ms的循环间隔,多重动画可能需要加以节制,以便不会完成得太快。

虽然与使用多组setTimeout()相比,使用setInterval()的动画循环效率更高。但是无论setTimeout()还是setInterval()都不十分精确。为它们传入的第二个参数,实际上只是指定了把动画代码添加到浏览器UI线程队列以等待执行的时间。如果队列前面已经加入了其他任务,那动画代码就要等前面的任务执行完成后再执行。如果UI线程繁忙,比如忙于处理用户操作,那么即使把代码加入队列也不会立即执行。

因此,知道什么时候绘制下一帧是保证动画平滑的关键。然而,面对不十分精确的setTimeout()和setInterval(),开发人员至今都没有办法确保浏览器按时绘制下一帧。以下是几个浏览器的计时器精度:

  • IE8及其以下版本浏览器: 15.6ms;
  • IE9及其以上版本浏览器:4ms;
  • Firefox和Safari:10ms;
  • Chrome:4ms。

更为复杂的是,浏览器开始限制后台标签页或不活动标签页的计数器。因此,即使你优化了循环间隔,可能仍然只能接近你想要的效果。

二. requestAnimationFrame()

MozillaRobert O’Callahan 指出,CSS变换动画的优势在于浏览器知道动画什么时候开始,因此会计算出正确的循环间隔,在适当的时候刷新UI。而对于JavaScript动画,浏览器就无从知晓什么时候开始。

因此Robert O’Callahan的方案是,创建一个新方法mozRequestAnimationFrame(),通过它告诉浏览器某些代码将要执行动画。这样浏览器可以在运行某些代码后进行适当的优化。

setTimeout()setInterval()方法不同,requestAnimationFrame()不需要调用者指定帧速率,浏览器会自行决定最佳的帧效率。

requestAnimationFrame()方法接收一个参数,即在重绘屏幕前调用以个函数。这个函数负责改变下一次重绘时的DOM样式。为了创建动画循环,可以像使用setTimeout()一样,把多个对requestAnimationFrame()的调用连缀起来。如:

function drawFrame() {
    window.requestAnimationFrame(drawFrame);
    // animation code...
}
window.requestAnimationFrame(drawFrame);

三. requestAnimationFrame()的兼容性

3.1 requestAnimationFrame()的兼容性封装:

由于mozRequestAnimationFrame()是HTML5的新功能,目前各大浏览器的支持情况各异。具体兼容情况个参考http://caniuse.com/#search=RequestAnimationFrame。如果希望代码具备更好的跨平台性,可以考虑使用下面的代码实现各平台兼容性:

if(!window.requestAnimationFrame) {
    window.requestAnimationFrame = (window.webkitRequestAnimationFrame ||
    window.mozRequestAnimationFrame ||
    window.oRequestAnimationFrame ||
    window.msRequestAnimationFrame ||
    function(callback) {
        var self = this, start, finish;
        return window.setTimeout(function() {
            start = +new Date();
            callback(start);
            finish = +new Date();
            self.timeout = 1000/60 - (finish - start);
        }, self.timeout);
    });
}

这段代码先检查了window.requestAnimationFrame函数的定义是否存在。如果不存在,就遍历已知的各种浏览器实现并替代该函数。如果还是找不到一个与浏览器相关的实现,它最终会采用基于JavaScript定时器的动画以每秒60帧的间隔调用setTimeout函数。

mozRequestAnimationFrame()会接收一个时间码(从1970年1月1日起至今的毫秒数),表示下一次重绘的实际发生时间。这样,mozRequestAnimationFrame()就会根据这个时间码设定将来的某个时刻进行重绘。

但是webkitRequestAnimationFrame()msRequestAnimationFrame()不会给回调函数传递时间码,因此无法知道下一次重绘将发生在什么时间。

如果要计算两次重绘的时间间隔,Firefox中可以使用既有的时间码,而在Chrome和IE则可以使用不太精确地Date()对象。

3.2 cancelRequestAnimFrame()的兼容性封装:

W3C也提供了cancelRequestAnimationFrame()方法,用于取消回调函数。requestAnimationFrame()方法会返回一个对象,用做标识回掉函数身份。若要取消回调函数的执行,可将其传给cancelRequestAnimationFrame()

window.cancelRequestAnimFrame = ( function() {
    return window.cancelAnimationFrame ||
        window.webkitCancelRequestAnimationFrame ||
        window.mozCancelRequestAnimationFrame ||
        window.oCancelRequestAnimationFrame ||
        window.msCancelRequestAnimationFrame ||
        clearTimeout;
} )();

3.3 requestAnimationFrame()升级版封装方法:

另外还有一种更优雅的requestAnimationFrame()的兼容性封装方法: (引用自:https://gist.github.com/paulirish/1579671

(function() {
    var lastTime = 0;
    var vendors = ['ms', 'moz', 'webkit', 'o'];
    for(var x = 0; x < vendors.length && !window.requestAnimationFrame; ++x) {
        window.requestAnimationFrame = window[vendors[x]+'RequestAnimationFrame'];
        window.cancelAnimationFrame = window[vendors[x]+'CancelAnimationFrame']  || window[vendors[x]+'CancelRequestAnimationFrame'];
    }

    if (!window.requestAnimationFrame)
        window.requestAnimationFrame = function(callback, element) {
            var currTime = new Date().getTime();
            var timeToCall = Math.max(0, 16 - (currTime - lastTime));
            var id = window.setTimeout(function() { callback(currTime + timeToCall); }, 
              timeToCall);
            lastTime = currTime + timeToCall;
            return id;
        };

    if (!window.cancelAnimationFrame)
        window.cancelAnimationFrame = function(id) {
            clearTimeout(id);
        };
}());
本文作者:子匠_Zijor,转载请注明出处:http://www.dengzhr.com/js/937