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CSS3: 利用分层动画让元素沿弧形路径运动

博客分类：

Div / Css / XML / HTML5

原文：Moving along a curved path in CSS with layered animation
翻译：涂鸦码龙

译者注：部分代码示例在原文中可以看效果（作者写在博文里面了…），我偷懒把它做成Gif图了。

CSS 的 animations （动画）和 transitions（变换）擅于实现从点 A 到点 B 的直线运动，运动轨迹是直线路径。给一个元素添加了 animation 或者 transition 以后，无论你如何调整贝塞尔曲线，都无法让它沿着弧形路径运动。你可以通过自定义 timing function 属性，做出弹动的效果，但是它沿着 X 和 Y 轴相对移动的值永远是相同的。

与其使用 JavaScript 实现外观自然的运动，不如尝试用这种简单的方式：分层动画，绕过已有的限制。通过使用两个或多个元素实现动画效果，我们可以更加细粒度地控制某个元素的路径，沿着 X 轴运动使用一种 timing function ，沿着 Y 轴运动使用另一种 timing function 。

问题所在

当我们深入探讨解决方案之前，看看到底问题在哪。CSS animations 和 transitions 限制我们只能沿直线路径运动。元素总是沿着点 A 到点 B 的最短路径运动，如果我们另辟蹊径，告诉 CSS 沿着“更好的路径”，而不是“最短路径”运动呢？

用 CSS （开启硬件加速）实现两点之间的运动，最直截了当的方式是使用 transform 的 translate 在一定时间内移动某个元素。这就产生了直线运动。在 @keyframes 中，我们打算在 (0,0) 和 (100,-100) 间来回运动，见上图例子：

@keyframes straightLine {
  50% {
    transform: translate3D(100px, -100px, 0);
  }
}

.dot {
  animation: straightLine 2.5s infinite linear;
}

这些看起来并不难懂，但我们稍等片刻，思考一下我们需要的解决方案，拆分开来的动画，视觉上长什么样子呢。

0% 时，元素从 (0,0) 出发，50% 时，我们用了 translate3D(100px, -100px, 0) 把它移动到 (100,-100)，然后原路返回。换句话说，我们把元素向右移动了 100px，向上移动了 100px，两个方向联合作用使元素沿着一个角度运动。

解决方案：每个轴执行自己的动画函数

那么，原先展示的例子中我们如何实现的弧形路径呢？为了让创建的路径不是直线，我们想让元素沿 X 轴和 Y 轴的运动速度不同步。

先前例子中都用到了 linear 线性运动函数，如果我们给运动的元素包裹一个容器，我们可以为 X 轴应用一种动画函数，Y 轴应用另一种动画函数。以下例子，我们在 X 轴使用 ease-in ，Y 轴使用 ease-out 。

每个轴元素的具体实现

不幸的是，我们不能只把 transform 动画简单叠加：因为只有最后声明的动画会执行。那么我们如何把两个动画效果联合起来呢？可以把一个元素放入另一个元素内部，给容器元素加一种动画，给里面的子元素添加另一种动画。

在以上例子中，你已经看到一个点沿着弧形路径运动，看到两个独立的元素一起做动画，只不过容器元素是完全透明的。为了清晰地看到两个元素沿着弧形路径是如何相互作用的，我们给容器元素加个边框看看呗：

那个点藏在带边框的盒子内部，跟随盒子一起沿 X 轴远动，同时它自己又在 Y 轴方向上下运动。去掉容器盒子的边框，我们就得到了弧形路径。与其在 HTML 中用两个元素，还不如用伪元素实现嘞。如果 HTML 是这样：

<div class="dot"></div>

我们可以添加伪元素：

.dot {
  /* 容器：沿 X 轴运动 */
}

.dot::after {
  /* 黑点儿，沿 Y 轴运动 */
}

然后，我们需要两块独立的动画代码：X 轴，Y 轴各一块。注意一处用了 ease-in，另一处用了 ease-out：

.dot {
  /*省略 一些布局代码...*/
  animation: xAxis 2.5s infinite ease-in;
}

.dot::after {
  /* 渲染小黑点儿*/
  animation: yAxis 2.5s infinite ease-out;
}

@keyframes xAxis {
  50% {
    animation-timing-function: ease-in;
    transform: translateX(100px);
  }
}

@keyframes yAxis {
  50% {
    animation-timing-function: ease-out;
    transform: translateY(-100px);
  }
}

加上 WebKit 前缀，用一些自定义的贝塞尔曲线代替 ease-in 和 ease-out，我们就可以实现文章最开头展示的效果：

.demo-dot {
  -webkit-animation: xAxis 2.5s infinite cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
  animation: xAxis 2.5s infinite cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
}

.demo-dot::after {
  content: '';
  display: block;
  width: 20px;
  height: 20px;
  border-radius: 20px;
  background-color: #fff;
  -webkit-animation: yAxis 2.5s infinite cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
  animation: yAxis 2.5s infinite cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
}

@-webkit-keyframes yAxis {
  50% {
    -webkit-animation-timing-function: cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
    animation-timing-function: cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
    -webkit-transform: translateY(-100px);
    transform: translateY(-100px);
  }
}

@keyframes yAxis {
  50% {
    -webkit-animation-timing-function: cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
    animation-timing-function: cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
    -webkit-transform: translateY(-100px);
    transform: translateY(-100px);
  }
}

@-webkit-keyframes xAxis {
  50% {
    -webkit-animation-timing-function: cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
    animation-timing-function: cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
    -webkit-transform: translateX(100px);
    transform: translateX(100px);
  }
}

@keyframes xAxis {
  50% {
    -webkit-animation-timing-function: cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
    animation-timing-function: cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
    -webkit-transform: translateX(100px);
    transform: translateX(100px);
  }
}

以下是文章起始处的例子：

[iframe src="http://jsbin.com/waqofexedu/1/embed?html,css,output" data-url="http://jsbin.com/waqofexedu/1/embed?html,css,output" style="border: 1px solid rgb(170, 170, 170); width: 100%; min-height: 300px; height: 38px;"]

DEMO: 点击这里

代码：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width">
  <title>JS Bin</title>
  <styel>
.post-demo-content {
    background-color: #f4f4f6;
    padding: 2em 2em 2em 4em;
    margin-bottom: 2em;
    border-top: 1px solid #eee;
    border-bottom: 1px solid #eee;
}
.mnc-demo-container-inline {
    display: inline-block;
    position: relative;
    margin-right: 60px;
    margin-bottom: 30px;
    margin-top: 15px;
}
.mnc-demo-container {
    height: 100px;
    width: 100px;
}
.mnc-demo-label {
    position: absolute;
    bottom: -38px;
    color: #666;
    font-size: 11px;
    text-align: center;
    width: 100%;
}
.mnc-demo-grid {
    overflow: hidden;
    border: 2px solid rgba(0,0,0,0.2);
    height: 100%;
    width: 100%;
}
.mnc-demo-line {
    width: 100%;
    height: 2px;
    background-color: rgba(0,0,0,0.2);
    position: absolute;
}
.mnc-demo-line-vertical {
    width: 2px;
    height: 100%;
    background-color: rgba(0,0,0,0.2);
    position: absolute;
}
.mnc-demo-dot {
    will-change: transform;
    -webkit-animation: xAxis 2.5s infinite cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
    animation: xAxis 2.5s infinite cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
    position: absolute;
    bottom: -10px;
    left: -10px;
  }

  .mnc-demo-dot:after {
    content: '';
    display: block;
    will-change: transform;
    width: 20px;
    height: 20px;
    border-radius: 20px;
    background-color: #333;
    -webkit-animation: yAxis 2.5s infinite cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
    animation: yAxis 2.5s infinite cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
  }

  @keyframes yAxis {
    50% {
      -webkit-animation-timing-function: cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
      animation-timing-function: cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
      -webkit-transform: translateY(-100px);
      transform: translateY(-100px);
    }
  }

  @-webkit-keyframes yAxis {
    50% {
      -webkit-animation-timing-function: cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
      animation-timing-function: cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
      -webkit-transform: translateY(-100px);
      transform: translateY(-100px);
    }
  }

  @keyframes xAxis {
    50% {
      -webkit-animation-timing-function: cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
      animation-timing-function: cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
      -webkit-transform: translateX(100px);
      transform: translateX(100px);
    }
  }

  @-webkit-keyframes xAxis {
    50% {
      -webkit-animation-timing-function: cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
      animation-timing-function: cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
      -webkit-transform: translateX(100px);
      transform: translateX(100px);
    }
  }
  </style>
</head>
<body>
<div class="post-demo-content">
  <div class="mnc-demo-container mnc-demo-container-inline">
    <span class="mnc-demo-label">Curved path</span>
    <div class="mnc-demo-grid">
      <div class="mnc-demo-line" style="top: 20px;"></div>
      <div class="mnc-demo-line" style="top: 40px;"></div>
      <div class="mnc-demo-line" style="top: 60px;"></div>
      <div class="mnc-demo-line" style="top: 80px;"></div>
      <div class="mnc-demo-line-vertical" style="left: 20px;"></div>
      <div class="mnc-demo-line-vertical" style="left: 40px;"></div>
      <div class="mnc-demo-line-vertical" style="left: 60px;"></div>
      <div class="mnc-demo-line-vertical" style="left: 80px;"></div>
    </div>

    <div class="mnc-demo-dot"></div>
  </div>
</div>
</body>
</html>

你可能注意到我们在所有例子中都用了 @keyframes ，这纯粹是因为我们想展示黑点儿往返的两种状态。如果只想实现点 A 至点 B 的运动，使用 transition 属性做分层动画同样好用。

如果有个绝对定位的元素，通过给 left 和 bottom 属性加特效，就可以实现弧形路径运动，单个元素就可以，不需要容器元素。为什么不这么做呢：它性能稍差一些，动画的每一帧都会引起重绘。使用带伪元素的分层动画，translate 属性又开了硬件加速，动画效果更好，性能也更高。

译者自己搞了个绝对定位的例子：

代码：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="utf-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width">
  <title>JS Bin</title>
  <style type="text/css">
  	#box{
	  width:50px; height:50px; border: 1px solid;
	  position: absolute; left:100px; top:100px;
	  animation-name: rightMove, bottomMove;
	  animation-duration: 2.5s;
	  animation-iteration-count: infinite;
	}

	@keyframes rightMove{
	   50% {
	    animation-timing-function: cubic-bezier(0.3, 0.27, 0.07, 1.64);
	    left: 300px;
	  }
	}

	@keyframes bottomMove{
	  50% {
	    animation-timing-function: cubic-bezier(0.02, 0.01, 0.21, 1);
	    top: 300px;
	  }
	}
  </style>
</head>
<body>
  <div id="box"></div>
</body>
</html>

DEMO：点击这里

转自：http://jinlong.github.io/2016/01/14/moving-along-a-curved-path-in-css-with-layered-animation/

更多参考：

如何使用CSS来修改SVG原点和制作SVG动画

纯CSS实现帅气的SVG路径描边动画效果

SVG矢量绘图 path路径详解（基本画法）

SVG矢量绘图 path路径详解（贝塞尔曲线及平滑）

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