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贝塞尔曲线在前端,走近她,然后爱上她

贝塞尔曲线在前端


css3的动画主要是



  • transition
  • animation

transition有transition-timing-function

animation有animation-timing-function


transition-timing-function为例


image.png


其内置 ease,linear,ease-in,ease-out,ease-in-out就是贝塞尔曲线函数, 作用是控制属性变化的速度。

也可以自定义cubic-bizier(x1,y1,x2,y2), 这个嘛玩意呢,三阶贝塞尔曲线, x1,y1x2,y2是两个控制点。


如图:
x1, y1对应 P1点, x2,y2 对应P2点。

要点:



  1. 曲线越陡峭,速度越快,反之,速度越慢!
  2. 控制点的位置会影响曲线形状

image.png




说道这里, 回想一下我们前端在哪些地方还会贝塞尔呢。



  • svg
  • canvas/webgl
  • css3 动画
  • animation Web API

    千万别以为JS就不能操作CSS3动画了

这样说可能有些空洞,我们一起来看看曲线和实际的动画效果:

红色ease和ease-out曲线前期比较陡峭,加速度明显比较快


图片.png


贝塞尔曲线运动-演示地址
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什么是贝赛尔曲线


贝塞尔曲线(Bézier curve),又称贝兹曲线或贝济埃曲线,是应用于二维图形应用程序的数学曲线。


公式怎么理解呢?这里你可以假定



  • P0的坐标(0,0), 最终的点的坐标为(1,1)

t从0不断的增长到1

t的值和控制点的x坐标套入公式,得到一个新的x坐标值

t的值和控制点的y坐标套入公式,得到一个新的y坐标值


(新的x坐标值 , 新的y坐标值)坐标就是t时刻曲线的点的坐标。


通用公式


image.png


线性公式


无控制点,直线


image.png


二次方公式


一个控制点


image.png


三次方公式


两个控制点


image.png


这是我们的重点,因为css动画都是三次方程式


P0作为起点,P3作为终点, 控制点是P1与P2, 因为我们一般会假定 P0 为 (0,0), 而 P3为(1,1)。


控制点的变化,会影响整个曲线,我们一起来简单封装一下并进行实例操作。


一阶二阶三阶封装


我们基于上面公式的进行简单的封装,

你传入需要的点数量和相应的控制点就能获得相应一组点的信息。


class Bezier {
getPoints(count = 100, ...points) {
const len = points.length;
if (len < 2 || len > 4) {
throw new Error("参数points的长度应该大于等于2小于5");
}
const fn =
len === 2
? this.firstOrder
: len === 3
? this.secondOrder
: this.thirdOrder;
const retPoints = [];
for (let i = 0; i < count; i++) {
retPoints.push(fn.call(null, i / count, ...points));
}
return retPoints;
}

firstOrder(t, p0, p1) {
const { x: x0, y: y0 } = p0;
const { x: x1, y: y1 } = p1;
const x = (x1 - x0) * t;
const y = (y1 - y0) * t;
return { x, y };
}

secondOrder(t, p0, p1, p2) {
const { x: x0, y: y0 } = p0;
const { x: x1, y: y1 } = p1;
const { x: x2, x: y2 } = p2;
const x = (1 - t) * (1 - t) * x0 + 2 * t * (1 - t) * x1 + t * t * x2;
const y = (1 - t) * (1 - t) * y0 + 2 * t * (1 - t) * y1 + t * t * y2;
return { x, y };
}

thirdOrder(t, p0, p1, p2, p3) {
const { x: x0, y: y0 } = p0;
const { x: x1, y: y1 } = p1;
const { x: x2, y: y2 } = p2;
const { x: x3, y: y3 } = p3;
let x =
x0 * Math.pow(1 - t, 3) +
3 * x1 * t * (1 - t) * (1 - t) +
3 * x2 * t * t * (1 - t) +
x3 * t * t * t;
let y =
y0 * (1 - t) * (1 - t) * (1 - t) +
3 * y1 * t * (1 - t) * (1 - t) +
3 * y2 * t * t * (1 - t) +
y3 * t * t * t;
return { x, y };
}
}

export default new Bezier();


演示地址: xiangwenhu.github.io/juejinBlogs…


一阶贝塞尔是一条直线:

image.png


二阶贝塞尔一个控制点:


image.png


三阶贝塞尔两个控制点:


image.png


贝塞尔曲线控制点


回到最开始, animation和 transition都可以自定义三阶贝塞尔函数, 而需要的就是两个控制点的信息怎么通过测试曲线获得控制点呢?


在线取三阶贝塞尔关键的方案早就有了。



在线贝塞尔

在线贝塞尔2



但是不妨碍我自己去实现一个简单,加强理解。

大致的实现思路



  • canvas 绘制效果

    canvas有bezierCurveTo方法,直接可以绘制贝塞尔曲线
  • 两个控制点用dom元素来显示

逻辑



  • 点击时计算最近的点,同时修改最近点的坐标
  • 重绘

当然这只是一个简单的版本。


演示地址: xiangwenhu.github.io/juejinBlogs…

截图:


有了这个,你就可以通过曲线获得控制点了, 之前提到过,曲线的陡峭决定了速度的快慢,是不是很有用呢?


当然,你可以自己加个贝塞尔的直线运动,查看实际的运动效果,其实都不难,难的是你不肯动手!!!


链接:https://juejin.cn/post/7000525748578549774

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