探秘神奇的運動路徑動畫 Motion Path
CSS 中有一個非常有意思的模塊 -- CSS Motion Path Module Level 1[1]，翻譯過來也就是運動路徑。本文將對 motion path 一探究竟，通過本文，你可以了解到：
- 什么是 CSS motion path
- 使用 CSS motion path 制作簡單路徑動畫
- 使用 CSS motion path 制作復雜路徑動畫
什么是 CSS Motion Path 運動路徑?
什么是 CSS Motion Path 運動路徑?利用這個規(guī)范規(guī)定的屬性，我們可以控制元素按照特定的路徑進行位置變換的動畫。并且，這個路徑可以是非常復雜的一條路徑。
在進一步介紹 CSS Motion Path 之前，我們先看看使用傳統(tǒng)的 CSS 的能力，我們如何實現(xiàn)路徑動畫。
CSS 傳統(tǒng)方式實現(xiàn)直線路徑動畫
在之前，我們希望將一個物體從 A 點直線運動到 B 點，通常而言可以使用 transform: translate()、top | left | bottom | right 或者 是 margin 之類的可以改變物體位置的屬性。
簡單的一個 Demo：
- <div>
- div {
- width: 60px;
- height: 60px;
- background: #000;
- animation: move infinite 1s alternate linear;
- }
- @keyframes move {
- 100% {
- transform: translate(100px, 100px);
- }
- }
對于簡單的從 A 點直線運動到 B 點的效果如下：
CSS 傳統(tǒng)方式實現(xiàn)曲線路徑動畫
當然，CSS 也可以實現(xiàn)一些簡單的曲線路徑動畫的。如果我們希望從 A 點運動到 B 點走的不是一條直線，而是一條曲線，該怎么做呢?
對于一些簡單的圓弧曲線路徑，還是可以借助一些巧妙的辦法實現(xiàn)的，看看下面這個例子。
這次，我們使用了兩個元素，子元素是希望被曲線運動的小球，但是實際上我們是通過設定了父元素的 transform-origin，讓父元素進行了一個 transform: rotate() 的運動帶動了子元素的小球：
- <div class="g-container">
- <div class="g-ball"></div>
- </div>
- .g-container {
- position: relative;
- width: 10vmin;
- height: 70vmin;
- transform-origin: center 0;
- animation: rotate 1.5s infinite alternate;
- }
- .g-ball {
- position: absolute;
- width: 10vmin;
- height: 10vmin;
- border-radius: 50%;
- background: radial-gradient(circle, #fff, #000);
- bottom: 0;
- left: 0;
- }
- @keyframes rotate {
- 100% {
- transform: rotate(90deg);
- }
- }
為了方便理解，在運動的過程中，我讓父元素的輪廓顯現(xiàn)出來：
這樣，我們算是勉強得到了一個非直線路徑運動動畫，它的實際運動軌跡是一條曲線。
然而，這基本上是之前 CSS 能做到的極限了，使用純 CSS 的方法，沒辦法實現(xiàn)更復雜的路徑動畫，譬如下面這樣一條路徑動畫：
直到現(xiàn)在，我們有了一種更為強大的專門做這個事情的規(guī)范，也就是本文的主角 -- CSS Motion Path。
CSS Motion Path 實現(xiàn)直線路徑動畫
CSS Motion Path 規(guī)范主要包含以下幾個屬性：
- offset-path：接收一個 SVG 路徑(與 SVG 的path、CSS 中的 clip-path 類似)，指定運動的幾何路徑
- offset-distance：控制當前元素基于 offset-path 運動的距離
- offset-position：指定 offset-path 的初始位置
- offset-anchor：定義沿 offset-path 定位的元素的錨點。這個也算好理解，運動的元素可能不是一個點，那么就需要指定元素中的哪個點附著在路徑上進行運動
- offset-rotate：定義沿 offset-path 定位時元素的方向，說人話就是運動過程中元素的角度朝向
下面，我們使用 Motion Path 實現(xiàn)一個簡單的直線位移動畫。
- <div>
- div {
- width: 60px;
- height: 60px;
- background: linear-gradient(#fc0, #f0c);
- offset-path: path("M 0 0 L 100 100");
- offset-rotate: 0deg;
- animation: move 2000ms infinite alternate ease-in-out;
- }
- @keyframes move {
- 0% {
- offset-distance: 0%;
- }
- 100% {
- offset-distance: 100%;
- }
- }
offset-path 接收一個 SVG 的 path 路徑，這里我們的路徑內容是一條自定義路徑 path("M 0 0 L 100 100")，翻譯過來就是從 0 0 點運動到 100px 100px 點。
offset-path 接收一個 SVG 路徑，指定運動的幾何路徑。與 SVG 的path、CSS 中的 clip-path 類似，對于這個 SVG Path 還不太了解的可以戳這里先了解下 SVG 路徑內容：SVG 路徑[2]
我們會得到如下結果：
通過控制元素的 offset-distance 從 0% 變化到 100% 進行元素的路徑動畫。
當然，上述的動畫是最基本的，我可以充分利用 path 的特性，增加多個中間關鍵幀，稍微改造下上述代碼：
- div {
- // 只改變運動路徑，其他保持一致
- offset-path: path("M 0 0 L 100 0 L 200 0 L 300 100 L 400 0 L 500 100 L 600 0 L 700 100 L 800 0");
- animation: move 2000ms infinite alternate linear;
- }
- @keyframes move {
- 0% {
- offset-distance: 0%;
- }
- 100% {
- offset-distance: 100%;
- }
- }
這里最主要還是運用了 path 中的 L 指令，得到了如下圖這樣一條直線路徑：
image
最終的效果如下，與利用 transform: translate() 添加多個關鍵幀類似：
完整的 Demo 你可以戳這里：CodePen Demo -- CSS Motion Path Demo[3]
CSS Motion Path 實現(xiàn)曲線路徑動畫
上面的運動軌跡都是由直線構成，下面我們看看如何使用 CSS Motion Path 實現(xiàn)曲線路徑動畫。
其實原理還是一模一樣，只需要在 offset-path: path() 中添加曲線相關的路徑即可。
在 SVG 的 Path 中，我們取其中一種繪制曲線的方法 -- 貝塞爾曲線，譬如下述這條 path，其中的 path 為 d="M 10 80 C 80 10, 130 10, 190 80 S 300 150, 360 80"：
- <svg width="400" height="160" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
- <path d="M 10 80 C 80 10, 130 10, 190 80 S 300 150, 360 80" stroke="black" fill="transparent"/>
- </svg>
對應這樣一條連續(xù)的貝塞爾曲線：
將對應的路徑應用在 offset-path: path 中：
- <div>
- div:nth-child(2) {
- width: 40px;
- height: 40px;
- background: linear-gradient(#fc0, #f0c);
- offset-path: path('M 10 80 C 80 10, 130 10, 190 80 S 300 150, 360 80');
- }
- @keyframes move {
- 0% {
- offset-distance: 0%;
- }
- 100% {
- offset-distance: 100%;
- }
- }
可以得到如下運動效果：
可以看到，元素是沿著貝塞爾曲線的路徑進行運動的，并且，由于這次沒有限制死 offset-rotate，元素的朝向也是跟隨路徑的朝向一直變化的。(可以聯(lián)想成開車的時候，車頭一直跟隨道路會進行變化的，帶動整個車身的角度變化)
完整的 Demo 你可以戳這里：CodePen Demo -- CSS Motion Path Demo[4]
理解 offset-anchor 運動錨點
OK，那么接下來，我們再看看 offset-anchor 如何理解。
還是上述的 DEMO，我們把小正方形替換成一個三角形，并且把運動的曲線給畫到頁面上，像是這樣：
其中，三角形是通過 clip-path 實現(xiàn)的：
- width: 40px;
- height: 40px;
- clip-path: polygon(0 0, 100% 50%, 0 100%);
- background: linear-gradient(#fc0, #f0c);
通常而言，沿著曲線運動的是物體的中心點(類比 transform-origin)，在這里，我們可以通過 offset-anchor 改變運動的錨點，譬如，我們希望三角形的最下方沿著曲線運動：
- .ball {
- width: 40px;
- height: 40px;
- clip-path: polygon(0 0, 100% 50%, 0 100%);
- offset-path: path('M 10 80 C 80 10, 130 10, 190 80 S 300 150, 360 80');
- offset-anchor: 0 100%;
- background: linear-gradient(#fc0, #f0c);
- animation: move 3000ms infinite alternate linear;
- }
- @keyframes move {
- 0% {
- offset-distance: 0%;
- }
- 100% {
- offset-distance: 100%;
- }
- }
- 經過實測，Can i use 上寫著 offset-anchor 屬性的兼容性在為 Chrome 79+、Firefox 72+，但是實際只有 Firefox 支持，Chrome 下暫時無法生效~
完整的 Demo 你可以戳這里：CodePen Demo -- CSS Motion Path offset-anthor Demo[5]
運用 Motion Path 制作動畫效果
OK，上面我們基本把原理給過了一遍，下面我們就看看，運用 Motion Path，可以在實踐中如何運用。
利用 Motion Path 制作按鈕效果
利用運動路徑，我們可以制作一些簡單的按鈕點擊效果。在之前，我在 CodePen 上見到過這樣一種按鈕點擊效果：
其原理是運用了 background-radial 去生成每一個小圓點，通過控制 background-position控制小圓點的位移，詳細的 Demo 代碼你可以戳這里：
CodePen Demo -- Bubbly button (Design by Gal Shir)[6]
但是小圓點的運動路徑基本上都是直線，運用本文的 Motion Path，我們也可以實現(xiàn)一些類似的效果，核心代碼如下，HTML 這里我們使用了 Pug 模板，CSS 使用了 SASS：
- .btn
- -for(var i=0; i<60; i++)
- span.dot
- .btn {
- position: relative;
- padding: 1.5rem 4.5rem;
- }
- .btn .dot {
- position: absolute;
- width: 4px;
- height: 4px;
- @for $i from 1 through $count {
- &:nth-child(#{$i}) {
- top: 50%;
- left: 50%;
- transform: translate3d(-50%, -50%, 0) rotate(#{360 / $count * $i}deg);
- }
- }
- &::before {
- content: "";
- position: absolute;
- top: 0;
- left: 0;
- width: 4px;
- height: 4px;
- border-radius: 50%;
- offset-path: path("M0 1c7.1 0 10.7 2 14.3 4s7.1 4 14.3 4 10.7-2 14.3-4 7.2-4 14.3-4 10.7 2 14.3 4 7.1 4 14.3 4 10.7-2 14.3-4 7.1-4 14.3-4 10.7 2 14.3 4 7.1 4 14.3 4 10.7-2 14.3-4 7.1-4 14.3-4 10.7 2 14.3 4 7.1 4 14.3 4");
- offset-distance: 0;
- }
- }
- .btn.is-animating:active .dot:nth-child(4n+1)::before {
- animation: dot var(--animation-time) var(--animation-timging-function);
- }
- .btn.is-animating:active .dot:nth-child(4n+2)::before {
- border: 1px solid var(--color-primary);
- background: transparent;
- animation: dot var(--animation-time) var(--animation-timging-function) 0.1s;
- }
- .btn.is-animating:active .dot:nth-child(4n+3)::before {
- animation: dot var(--animation-time) var(--animation-timging-function) 0.2s;
- }
- .btn.is-animating:active .dot:nth-child(4n)::before {
- border: 1px solid var(--color-primary);
- background: transparent;
- animation: dot var(--animation-time) var(--animation-timging-function) 0.3s;
- }
- @keyframes dot {
- 0% {
- offset-distance: 0%;
- opacity: 1;
- }
- 90% {
- offset-distance: 60%;
- opacity: .5;
- }
- 100% {
- offset-distance: 100%;
- opacity: 0;
- }
- }
別看代碼多有一點點復雜，但是不難理解，本質就是給每個子元素小點點設置同樣的 offset-path: path()，給不同分組下的子元素設定不同的旋轉角度，并且利用了動畫延遲 animation-delay 設定了 4 組同時出發(fā)的動畫。
這里我們的軌跡 path 不是直線，效果如下：
完整的代碼你可以戳這里：
CodePen Demo -- Button Animation with CSS Offset Paths[7]
利用 Motion-Path 繪制地圖路徑尋路動畫
這個也是非常實用的，現(xiàn)在我們可以完全利用 CSS Motion-Path 實現(xiàn)地圖上的尋路動畫：
該 Demo 源自 Ahmad Emran，完整的代碼你可以戳這里：
CodePen Demo -- CodePen Home Animation with offset-path | Only Using CSS & HTML[8]
利用 Motion-Path 繪制路徑動畫
又或者，我們利用 Path 能繪制任意路徑的特性，實現(xiàn)各種我們想要的路徑，譬如加入購物車的拋物線，或者各類運動軌跡，都不在話下，這里再提供一個 Demo：
CodePen Demo -- CSS Motion Path offset-path animation[9]
Can i Use - Motion-Path
來看看 Motion-Path 目前的兼容性如何?截止至 2021-04-27。
Can i Use - Motion-Path[10]：
目前而言，除去 IE 瀏覽器，就等待 Safari 何時能夠兼容了，具體是否使用，還需要根據(jù)目標群體瀏覽器使用情況進行取舍。
最后
好了，本文到此結束，介紹了運動路徑動畫 Motion Path，并且利用它實現(xiàn)了一些以往無法簡單實現(xiàn)的路徑動畫效果，希望對你有幫助 :
更多精彩 CSS 技術文章匯總在我的 Github -- iCSS[11] 。
參考資料
[1]CSS Motion Path Module Level 1:
https://drafts.fxtf.org/motion-1/
[2]SVG 路徑:
https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/SVG/Tutorial/Paths
[3]CodePen Demo -- CSS Motion Path Demo:
https://codepen.io/Chokcoco/pen/gOgqoem
[4]CodePen Demo -- CSS Motion Path Demo:
https://codepen.io/Chokcoco/pen/gOgqoem
[5]CodePen Demo -- CSS Motion Path offset-anthor Demo:
https://codepen.io/Chokcoco/pen/poRGZeE
[6]CodePen Demo -- Bubbly button (Design by Gal Shir):
https://codepen.io/Chokcoco/pen/bGGMLdd
[7]CodePen Demo -- Button Animation with CSS Offset Paths:
https://codepen.io/Chokcoco/pen/xxgMPzJ
[8]CodePen Demo -- CodePen Home Animation with offset-path | Only Using CSS & HTML:
https://codepen.io/ahmadbassamemran/pen/bXByBv
[9]CodePen Demo -- CSS Motion Path offset-path animation:
https://codepen.io/Chokcoco/pen/dyNaZea
[10]Can i Use - Motion-Path:
https://caniuse.com/?search=motion%20path
[11]Github -- iCSS:
https://github.com/chokcoco/iCSS
