创建高性能CSS3动画

CSS3动画给Web体验带来巨大提升,但创建高性能动画却不那么容易。你可能发现你的动画不太流畅(特别是在移动端),本文将探讨CSS3动画性能及其原理。

浏览器渲染过程

浏览器的渲染过程就是将页面转换成像素显示到屏幕上,它包括如下步骤:

对于CSS3动画来说,每一帧都要经历上述过程。关于最后一步合并渲染层(可以类比Photoshop的图层),浏览器会在特定的场合创建独立的渲染层,每个渲染层由GPU独立绘制,互不影响,最后浏览器再把各个渲染层合并。这是一种代价较低的操作。

人眼感受流畅的动画跑在60FPS左右,也就是说,每一帧要在(1S/60 = 16.66ms)16毫秒之内完成。如果你的动画触发了布局,那就意味着将有大量的元素需要重新绘制,浏览器渲染的时间很可能超过16ms,页面就会出现卡顿。然而在移动端仅仅重绘也很慢。所以要创建高性能动画,我们就要设法跳过第2步和第3步:

使用transform和opacity

为了跳过布局和绘制,你只能使用那些仅触发渲染层合并的属性。目前,只有两个属性是满足这个条件的:transform和opacity。

应用transform或opacity属性的的元素将独占一个渲染层。它们的绘制在单独的层中由GPU处理,最后由浏览器合并渲染层,因此不会触发重绘。这个过程也被成为硬件加速。

让我们先用top和left属性创建一个动画(这里省略了兼容性写法):

效果

为了在桌面浏览器上看出卡顿效果,这里将多个同样的动画元素叠在一起,可以看到明显的卡顿。

现在,我们用Chrome DevTools来看看发生了什么。打开Timeline面板并勾选Paint,便可以对动画进行采样分析了。

绿色的方块代表Paint操作,可以看到每一帧都发生了重绘:

红色的三角表示发生了jank,即一帧的渲染时间大大超过了16ms,动画就会发生卡顿。

现在,将动画用tranform代替:

效果

动画变得流畅了。

再次采样分析,可以看到,没有发生Paint,而且每一帧的时间都接近16.66ms:

要查看创建的渲染层,点击横条上的帧,就会出现Layers选项卡,通过它你可以查看所有渲染层和它们被创建的原因。

强制创建渲染层

除了利用transform或opacity,你还可以主动把元素提升到渲染层中(强制硬件加速):

.ball{will-change: transform;}

如果浏览器不支持will-change属性的话,利用3D动画属性:

.ball{transform:translateZ(0)/*或者*/transform:translate3D(0, 0, 0)}

这个属性告诉浏览器元素将执行动画,于是浏览器会预先为元素创建独立的渲染层。它和2Dtransform的区别是,2Dtransform只是在动画执行的时候创建渲染层,待动画结束后删除渲染层,而这里是预先创建渲染层。

我们加上这个属性,并改变元素的left和top属性,看看会发生什么:


效果

现在,动画效果比不加translateZ(0)要好,但不如transform流畅。

在Layer标签可以看到,浏览器创建了独立渲染层。并且,没有触发Paint。

但是,在某些时间段仍然发生了junk(红色区域),动画效果并不能像transform一样“丝般顺滑”。至于junk的原因,可能是渲染过程中的一些额外工作导致的(例如渲染层的管理,CPU和GPU的通信等)。

预先创建渲染层会增大硬件负担,这会带来一些副作用,所以应当谨慎使用这个属性(进行实际测试),以免带来的副作用大于好处。

PS:强制创建渲染层后,可能会导致某些动画闪烁的问题,笔者在安卓微信中遇到过,根本原因尚不明。可以尝试以下代码fix。

.ball{-webkit-backface-visibility: hidden;-webkit-perspective:1000;}

总结

仅使用transform和opacity创建动画

谨慎使用will-change: transform或transform: translateZ(0)手动创建渲染层

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 217,277评论 6 503
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,689评论 3 393
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 163,624评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,356评论 1 293
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,402评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,292评论 1 301
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,135评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,992评论 0 275
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,429评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,636评论 3 334
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,785评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,492评论 5 345
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,092评论 3 328
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,723评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,858评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,891评论 2 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,713评论 2 354

推荐阅读更多精彩内容