在之前,我介绍过几种使用纯 CSS 实现波浪效果的方式,关于它们有两篇相关的文章:
- 纯 CSS 实现波浪效果![1]
- 巧用 CSS 实现酷炫的充电动画[2]
本文将会再介绍另外一种使用 CSS 实现的波浪效果,思路非常有意思。
从定积分实现曲边三角形面积说起
在进入主题之前,先看看这个,在高等数学中,我们可以通过定积分求二次函数曲边图形面积。
我们可以将曲线下的面积分割成 n 个的细高的矩形,当 n 无限趋近于无穷时,所有矩形的面积就等于曲边图形的面积。
两张简单的示意图,图取自为什么定积分可以求面积?[3]:
当 n 无限趋近于无穷时,所有矩形的面积就等于曲边图形的面积:
image
利用这个思路,我们也可以通过多个 div 在 CSS 中模拟出一条曲边,也就是波浪线。
Step 1. 将图形切割为多份
首先,我们可以定义一个父容器,父容器下有 12 个子 div:
- <div class="g-container">
- <div class="g-item"></div>
- <div class="g-item"></div>
- <div class="g-item"></div>
- <div class="g-item"></div>
- <div class="g-item"></div>
- <div class="g-item"></div>
- <div class="g-item"></div>
- <div class="g-item"></div>
- <div class="g-item"></div>
- <div class="g-item"></div>
- <div class="g-item"></div>
- <div class="g-item"></div>
- </div>
通过 flex 布局,简单布局一下,得到这样一个图形,每个子元素等高:
- .g-container {
- width: 200px;
- height: 200px;
- border: 2px solid #fff;
- display: flex;
- align-items: flex-end;
- }
- .g-item {
- flex-grow: 1;
- height: 60px;
- background-color: #fff;
- }
效果如下:
Step 2. 让每个子元素以不同负延迟运行高度变换动画
接下来,简单改造下,我们需要让这个图动起来,通过改变每个子元素的高度实现:
- .g-item {
- flex-grow: 1;
- height: 60px;
- background-color: #000;
- animation: heightChange 1s infinite ease-in-out alternate;
- }
- @keyframes heightChange {
- from {
- height: 60px;
- }
- to {
- height: 90px;
- }
- }
效果如下:
接下来,只需要,让每个子元素的动画顺序设定一个不同时间的负延迟即可,就可以得到一个初步的波浪效果,这里为了减少工作量,我们借助 SASS 实现:
- $count: 12;
- $speed: 1s;
- .g-item {
- --f: #{$speed / -12};
- flex-grow: 1;
- height: 60px;
- background-color: #000;
- animation: heightChange $speed infinite ease-in-out alternate;
- }
- @for $i from 0 to $count {
- .g-item:nth-child(#{$i + 1}) {
- animation-delay: calc(var(--f) * #{$i});
- }
- }
- @keyframes heightChange {
- from {
- height: 60px;
- }
- to {
- height: 90px;
- }
- }
这样,我们就得到了一个初步的波浪效果:
Step 3. 消除锯齿
可以看到,上述的波浪动画是存在一定的锯齿的,接下来我们要做的就是尽可能的消除掉这些锯齿。
法一:增加 div 的数量
按照一开始使用定积分求曲边图形面积的思想,我们只需要尽可能增加子 div 的数量即可,当 div 的数量无穷多的时候,锯齿也就会消失不见。
我们可以尝试将上述的 12 个子 div,替换成 120 个试下,一个一个写 120 个 div 太费力了,我们这里借助 Pug[4] 模板引擎:
- div.g-container
- -for(var i=0; i<120; i++)
- div.g-item
对于 CSS 代码,只需要改动动画延迟的时间即可,120 个子 div 的负延迟都控制在 1s 内:
- // 12 -- 120
- $count: 120;
- $speed: 1s;
- .g-item {
- // 注意,只有这里发生了变化
- --f: #{$speed / -120};
- flex-grow: 1;
- height: 60px;
- background-color: #000;
- animation: heightChange $speed infinite ease-in-out alternate;
- }
- @for $i from 0 to $count {
- .g-item:nth-child(#{$i + 1}) {
- animation-delay: calc(var(--f) * #{$i});
- }
- }
这样,我们就可以得到一条比较光滑的曲线啦:
法二:通过 transform: skew() 模拟弧度
当然,实际情况,使用那么多个 div 实在是太浪费了,那么有没有其它方法在 div 数量比较少的情况下,也能够尽可能的消除锯齿呢?
这里,我们可以尝试给子元素在运动变换的过程中添加不同的 transform: skewY() 去模拟弧度。
再改造下代码,我们将 div 的数量调低,并且给每个子 div 再添加一个 transform: skewY()的动画效果:
- div.g-container
- -for(var i=0; i<24; i++)
- div.g-item
完整的 CSS 代码如下:
- $count: 24;
- $speed: 1s;
- .g-item {
- // 注意,只有这里发生了变化
- --f: #{$speed / -24};
- flex-grow: 1;
- height: 60px;
- background-color: #000;
- animation:
- heightChange $speed infinite ease-in-out alternate,
- skewChange $speed infinite ease-in-out alternate;
- }
- @for $i from 0 to $count {
- .g-item:nth-child(#{$i + 1}) {
- animation-delay:
- calc(var(--f) * #{$i}),
- calc(var(--f) * #{$i} - #{$speed / 2});
- }
- }
- @keyframes heightChange {
- from {
- height: var(--h);
- }
- to {
- height: calc(var(--h) + 30px);
- }
- }
- @keyframes skewChange {
- from {
- transform: skewY(20deg);
- }
- to {
- transform: skewY(-20deg);
- }
- }
为了方便理解,首先看看,高度变换动画一致的情况下,子 div 的添加了 skewY() 的变换是如何的:
能看到每次变换是有明显的突起的锯齿的,叠加上延迟的高度变换,就能够很好的消除大部分的锯齿效果:
至此,我们就得到了另外一种 div 数量适中的消除锯齿的方法!上述所有效果的完整代码,你可以戳这里:
CodePen -- PureCSS Wave Effects[5]
混合使用
最后,我们可以通过调整几个变量参数,将几个不同的波浪效果组合在一起,得到一些组合效果,也很不错。
类似这样:
CodePen -- PureCSS Wave Effects 2[6]
基于此,我联想到我们公司(Shopee)的母公司 -- Sea Group 的 LOGO,它长得如下:
利用本文的方案,给它实现一个动态的 LOGO 动画:
CodePen Demo -- PureCSS Wave - Sea Group Logo[7]
缺点
该方案的缺点还是很明显的:
- 首先是废 div,需要比较多的 div 来实现效果,而且 div 越多,效果会越好,当然增加到一定程度,卡顿是不可避免的
- 锯齿无法完全消除,这个是最致命或者说影响它真正能够有用武之地的地方吧
当然,本文的目的重点更多的是开拓一下思维,探讨一下这种方式的优劣,实现动画的整个过程,动画负延迟时间的运用,都是有一些参考学习意义的。CSS 还是非常有趣的~ 🤣
最后
好了,本文到此结束,希望对你有帮助 :)
参考资料
[1]纯 CSS 实现波浪效果!:
https://github.com/chokcoco/iCSS/issues/22
[2]巧用 CSS 实现酷炫的充电动画:
https://github.com/chokcoco/iCSS/issues/75
[3]为什么定积分可以求面积?:
https://www.zhihu.com/question/21439225
[4]Pug:
https://github.com/pugjs/pug
[5]CodePen -- PureCSS Wave Effects:
https://codepen.io/Chokcoco/pen/XWpxQBd
[6]CodePen -- PureCSS Wave Effects 2:
https://codepen.io/Chokcoco/pen/yLgQgLo
[7]CodePen Demo -- PureCSS Wave - Sea Group Logo:
https://codepen.io/Chokcoco/pen/zYZrmvb
[8]Github -- iCSS:
https://github.com/chokcoco/iCSS