梅须逊雪三分白,雪却输梅一段香——CSS动画与JavaScript动画


CSS动画并不是绝对比JavaScript动画性能更优越,开源动画库Velocity.js等就展现了强劲的性能。

一、两者的主要区别

先开门见山的说说两者之间的区别。

1)CSS动画:

基于CSS的动画一般由浏览器“主线程”之外的独立线程处理,在其中执行样式、布局、绘制和 JavaScript。

使用CSS动画,允许对单个动画关键帧、持续时间和迭代进行更多控制。

但缺乏表现力,并且很难有意义地组织动画,这意味着创造动画会带来较高的复杂度和错误率。

 

2)JavaScript动画:

在浏览器主线程的JavaScript中运行,主线程已经忙于运行其他的JavaScript,样式的计算,布局还有绘制。线程内存在资源竞争,这实质上增加了掉帧的风险。

基于JavaScript的动画灵活性更高,完全控制元素在每个步骤,能更好的实现复杂的动画和大量的交互(例如当要求所有的元素在页面加载时顺次加载显示出来)

对于多元素多步骤的动画序列、交互拖拽动画等,用JavaScript实现则是上选。

 

二、页面渲染

1)步骤

为了能让动画高性能的执行,得先了解一下页面渲染。

页面渲染的一般过程为JavaScript > 计算样式 > 布局 > 绘制 > 渲染层合并。

Layout:计算每个DOM元素最终在屏幕上显示的大小和位置。页面中一个元素的布局发生变化,会联动地引发其他元素的布局发生变化。

Paint:绘制文字、颜色、边框和阴影等,也就是一个DOM元素所有的可视效果。这个绘制过程可能会在多个层上完成的。

Composite:在每个层上完成绘制之后,浏览器会将所有层按照合理的顺序合并成一个图层,然后显示在屏幕上。

 

2)优化

Layout(重排)和Paint(重绘)是整个环节中最为耗时的两环,所以我们尽量避免着这两个环节。

为了实现上述效果,就需要只使用那些仅触发Composite的属性。

可以选择transformopacityanimate.css中很多的动画都是用这两个属性实现的。

Css Triggers的网页中可以看到两个属性的描述:

多层绘制方式的好处是,使用tranform来实现移动效果的元素将会被正常绘制,同时不会触发对其他元素的绘制。

H5动画60fps之路》中通过一张图,总结了一些针对性的优化方法:

优化方法中提到了一个属性will-change,可以将元素提升为合成层,不过兼容性不太友好。

对于不支持此属性的,可以使用一个3D transform属性来强制浏览器创建一个新的渲染层

.css{
  transform: translate3d(0,0,0);
}

 

3)工具

在Chrome浏览器中,有工具可以查看到重绘与合成层。

Paint Flashing:就是看重绘,重绘的地方会高亮。

Layer Borders:黄褐色就是合成层,青色的细线是浏览器渲染时候的“瓦片”,浏览器绘制页面的时候只会绘制可视区域一定范围内的瓦片,以节省性能开销。

 

 

三、动画相关事件

1)CSS动画事件

CSS动画有两种方式设置Transition过渡和Animation

与过渡相关事件只有一个TransitionEnd,也就是在过渡结束后触发。

animation相关事件有三个,animationstart、animationiteration与animationend。

两个动作相关的事件比较少,所以控制动画非常有限制,应对复杂场景蛮吃力的。

 

2)requestAnimationFrame

requestAnimationFrame函数就是针对动画效果的API,与显示器固定的刷新频率保持同步,利用这个刷新频率进行页面重绘,一般来说,这个频率为每秒60帧。

此外,一旦页面不处于浏览器的当前标签,就会自动停止刷新,这就节省了CPU、GPU和电力。

这个函数是在主线程上完成,如果主线程非常繁忙,那么动画效果会降低。

我们常用的setInterval、setTimeout是开发者主动要求浏览器去绘制,因为动画不会与屏幕的刷新率同步,很可能出现抖动和跳帧。

各个浏览器对此函数的支持程度不一样,可能需要添加前缀,也可能需要Polyfill一下。

window.requestAnimFrame = (function() {
  return window.requestAnimationFrame ||
    window.webkitRequestAnimationFrame ||
    window.mozRequestAnimationFrame ||
    window.oRequestAnimationFrame ||
    window.msRequestAnimationFrame ||
    function(callback) {
      window.setTimeout(callback, 1000 / 60);
    };
})();

上面的代码按照1秒钟60次(大约每16.7毫秒一次),来模拟requestAnimationFrame。

 

 

参考资料:

JavaScript动画漫谈

CSS3动画和js动画各有什么优劣

CSS vs JS动画:谁更快?

CSS 对比 JavaScript 动画

CSS VS JavaScript动画

前端性能优化之更平滑的动画

简化绘制的复杂度、减小绘制区域

优先使用渲染层合并属性、控制层数量

动画与性能

补间动画

JavaScript动画实现初探

消除疑问:CSS动画 VS. JavaScript

High Performance Animations

打造H5动感影集的爱恨情仇(动画性能篇)

HTML5探秘:用requestAnimationFrame优化Web动画

Chrome渲染分析之Rendering工具使用(1)

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Chrome 渲染优化 - 层模型

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