页面动画知识点整理
平时工作中会遇到需要实现一些存在动画的页面。这里对动画的实现知识做一个整理。
页面动画的实现可以分为两类：CSS动画、Canvas动画、JavaScript动画。JavaScript动画没啥好讲的，这里就不整理了。
CSS动画
CSS3中提供了一个属性transition，用来实现CSS样式的平滑变化。举个例子:
.box {
width: 100px;
height: 100px;
background: red;
transition: width 1s;
}
.box:hover {
width: 300px;
}
当鼠标hover到.box元素时，元素会在1s内逐渐的将宽度变化到300px。
具体效果可以去这里查看。
使用transition可以实现较为简单的动画。如果需要实现比较复杂的动画，可以使用amination来实现。举个例子：
@keyframes cssAmination {
0% {background: red; transform: skew(0deg);}
25% {background: yellow; transform: skew(-20deg);}
50% {background: blue; transform: skew(0deg);}
75% {background: green; transform: skew(20deg);}
100% {background: red; transform: skew(0deg);}
}
.amin {
animation: cssAmination 1s infinite ease;
}
在上的例子中，首先由keyframes定义一个动画叫做: cssAnimation。在cssAnimation中定义了动画过程中关键的5帧。每一帧都设置了当前帧的样式特征。然后在.amin节点上设置了动画属性animation，并将其设为前面定义的动画cssAnimation，每一次动画1秒，infinite表示无限循环，ease表示缓动方式，两个关键帧之间的变化是ease方式逐步变化的。
具体效果可以到这里查看
animation的缓动函数有很多类型的值，有一个值比较特别就是step[n[, start | end]]。step的效果是将keyframes中的每一个关键帧之间的切换并不是逐步变化的，而是到达某一关键帧后直接变化成新的关键帧样式，并保持不变，直到下一关键帧。所以使用step可以实现CSS3的帧动画。写法如下：
@keyframes cssFrameAmination {
0% {background-position: 0 0;}
25% {background-position: -100px 0;}
50% {background-position: -200px 0;}
75% {background-position: -300px 0;}
100% {background-position: -400px 0;}
}
.amin-frame {
background: url("./sprite.png") 0 0 no-repeat;
animation: cssFrameAmination 1s infinite step(5, start);
}
在上面的例子中，设置动画cssFrameAmination，其中每一关键帧都是精灵动画图片的一帧图片。然后在animation中设置animation-timing-function为step(5, start)表示动画分5帧。
有关CSS3动画相关的知识细节可以去这里了解。
Canvas
canvas是一个HTML标签，用于提供给脚本进行画图图形的绘制。canvas的绘制主要由CanvasRenderingContext2D的实例来进行绘制。CanvasRenderingContext2D 可以通过canvasDOM对象的getContext获得，代码如下：
const canvas = document.getElementById('canvas');
const ctx = canvas.getContext('2d');
getContext的参数是指在画布上绘制的类型，'2d'表示绘制二维图形。目前三维还没有实现，所以参数只支持'2d'。
绘制图形
canvas的上下文提供了众多的绘制方法。当你绘制一个图形时，基本思路是这样的：
调用save方法保存之前的样式状态
调用beginPath表示开始设置路径
调用fillStyle, strokeStyle等对接下来的路径进行样式设置
调用moveTo，lineTo, rect, arc等设置路径
调用closePath闭合路径
调用fill或者stroke对路径进行绘制
调用restore恢复之前保存的样式状态
上面过程中的save和restore的作用是将已经设置的样式进行保存和恢复。当存在多个图形时，前面的样式如果不恢复为默认样式，会影响到第二个图形的样式。使用save和restore可以保证每一个图形在绘制开始时，都是默认的样式。当然，你也可以不调用save和restore，而是通过将前面已经设置过的所有样式进行逐个的还原。
save可以保存的样式类型有：
当前应用的变形（即移动，旋转和缩放）
strokeStyle, fillStyle, globalAlpha, lineWidth, lineCap, lineJoin, miterLimit, shadowOffsetX, shadowOffsetY, shadowBlur, shadowColor, globalCompositeOperation 的值
当前的裁切路径（clipping path）
步骤5closePath尽量不要忘记。原因和save，restore类似，如果忘记调用closePath就会导致前后图形间多绘制一根线。
我写了一个时钟的例子：github
下面对各类接口做了一个整理
样式设置
接口名
接口描述
颜色
fillStyle
图形填充颜色
strokeStyle
图形轮廓颜色
globalAlpha
图形全局透明度
阴影
shadowOffsetX, shadowOffsetY
阴影方向
shadowBlur
设定阴影的模糊程度
shadowColor
阴影的颜色值
线型
lineWidth
线条宽度(int)
lineCap
线条末端样式(butt: 平直; round: 添加半圆; square: 添加方形)
lineJoin
设置线条间的接合处(bevel: 斜角; round: 圆角; miter: 尖角)
miterLimit
两线相交时尖角最大长度(lineJoin:miter时生效，过长不显示)
getLineDash
返回当前虚线样式(数组)
setLineDash
设置虚线样式(数组)
lineDashOffset
设置虚线样式起始偏移量
渐变
createLinearGradient(x1, y1, x2, y2)
线性渐变
createRadialGradient(x1, y1, r1, x2, y2, r2)
圆渐变, 渐变反向是从圆心向外发散
gradient.addColorStop(position, color)
对生成的gradient对象添加结束颜色。position是中间过程，取值0~1
图案样式
createPattern(imageOrCanvas, type)
创建图片填充对象。image必须是已加载完毕的；type: repeat, repeat-x, repeat-y, no-repeat
路径
接口名
描述
moveTo(x, y)
移动路径绘制的起始点
beginPath()
新建一条路径
closePath()
闭合路径
lineTo(x, y)
从开始位置绘制路径到目标位置
rect(x, y, width, height)
绘制矩形路径
arc(x, y, radius, startAngle, endAngle, anticlockwise)
绘制圆弧:x,y为圆心；radius为半径；startAngle,endAngle为起止位置；anticlockwise为反向（顺时针，逆时针）
arcTo(x1, y1, x2, y2, radius)
绘制圆弧，并连接控制点
quadraticCurveTo(cp1x, cp1y, x, y)
x,y为结束点; cp1x,xp1y为控制点
bezierCurveTo(cp1x, cp1y, cp2x, cp2y, x, y)
x,y为结束点；cp1x,cp1y为控制点1； cp2x,cp2y为控制点2
clip()
裁剪区域，区域外的不会发生绘制
绘制
接口名
描述
fillRect(x, y, width, height)
绘制填充矩形，等同于rect(); fill();
strokeRect(x, y, width, height)
绘制矩形边框。等同于rect(); stroke()
fill()
填充路径的内容区域
stroke()
通过路径线条绘制图形轮廓
清除
接口名
描述
clearRect(x, y, width, height)
清除指定矩形区域
文字
接口名
描述
font
设置文字样式,同css的font
textAlign
对其方式
textBaseLine
基线对其
direction
文本方向
fillText(text, x, y [, maxWidth])
绘制文字填充内容
strokeText(text, x, y [, maxWidth])
绘制文字边框内容
measureText(text)
返回文本的信息
样式保存
接口名
描述
save()
保存当前样式
restore()
恢复之前保存样式
绘制图片
canvas虽然可以绘制图形，但是最常用的应该是绘制图片。图片的绘制和图形的绘制类似。
canvas使用接口drawImage()进行接口绘制，接口定义如下:
drawImage(image, x, y, width, height, dx, dy, dWidth, dHeight);其中的参数定义如下：
image可以使HTMLImageElement, HTMLVideoElement（Video元素的某一帧）, HTMLCanvasElement, ImageBitmap。
x, y是指图片截取的起始位置。
width, height是指图片截取的宽高。
dx, dy是目标在Canvas中的起始坐标。
dWidth, dHeight用于控制canvas绘制的图片的缩放大小。
图片变形
canvas还可以和CSS一样对图形进行变形转化。接口列表如下：
接口名字
描述
translate(x, y)
偏移。x,y是偏移量
rotate(angle)
旋转角度，顺时针
scale(x, y)
缩放。x, y分别是横轴，纵轴的缩放比例
transform(m11, m12, m21, m22, dx, dy)
变形矩阵转化
图形重叠处理
前面的例子中，当两个图形重叠后，都是由后面绘制的图形覆盖住前面绘制的图形。有时候需要改变这种情况。这种时候就可以使用globalCompositeOperation来进行设置（还可以用来遮盖，清除某些区域）。具体参数可以去这里查看
globalCompositeOperation: type动画实现
使用上面的接口可以在canvas上绘制图片，但是都是固定的。当我们不断的对canvas进行重绘时，就可以达到动画的而效果。
动画的帧率达到60帧每秒时，也就是16ms没帧时，动画过程是流畅的。所以我们要对动画过程的绘制进行控制。有三个方法可以进行控制：
setInterval。设置每16ms执行一次绘制过程。但是该方法存在一个问题，开始运行绘制函数的时间点可能处于某一帧的快结束时间点。这个时候绘制过程需要小于16ms才可以达到流畅。
setTimeout。和setInterval类似。
requestAnimationFrame。该方法会在浏览器每一次绘制结束后调用一次。使用该方法可以很好的避免setInterval和setTimeout出现的运行绘制函数时间不在每一帧开始的时间点。
Canvas性能
创建一个离屏canvas, 预先对复杂图形进行绘制。
避免浮点数的坐标点, 使用Math.floor()对坐标取整。
不要使用drawImage去缩放图片。
使用多canvas绘制复杂场景。
使用CSS设置大背景图。
Canvas调试
查了很多资料，发现Chrome 44版本之前是有Canvas调试功能的，但是Chrome 44之后，将Canvas调试功能去除了，并以扩展接口的方式提供功能。找了很久没有找到调试Canvas的扩展。另外，Firefox有提供专门的Canvas调试面板。试用了下，功能太少，对定位问题并没什么软用。
所以，关于调试的问题，只能试用传统的设断点，并逐步运行看效果进行调试。
关键字：css3动画, canvas, JavaScript
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