CSS技巧：逐帧动画抖动解决方案

笔者所在的前端团队主要从事移动端的H5页面开发，而团队使用的适配方案是: viewport units + rem。具体可以参见凹凸实验室的文章 – 利用视口单位实现适配布局。

笔者目前（2017.08.12）接触到的移动端适配方案中，「利用视口单位实现适配布局」是最好的方案。不过使用 rem 作为单位会遇到以下两个难点：

微观尺寸（20px左右）定位不准
逐帧动画容易有抖动

第一个难点的通常出现在 icon 绘制过程，可以使用图片或者 svg-icon 解决这个问题，笔者强烈建议使用 svg-icon，具体理由可以参见：「拥抱Web设计新趋势：SVG Sprites实践应用」。

第二个难点笔者举个例子来分析抖动的原因和寻找解决方案。

一个抖动的例子

做一个8帧的逐帧动画，每帧的尺寸为：360×540。

JavaScript

.steps_anim {

position: absolute;

width: 9rem;

height: 13.5rem;

background: url(//misc.aotu.io/leeenx/sprite/m.png) 0 0 no-repeat;

background-size: 45rem 13.5rem;

top: 50%;

left: 50%;

margin: -5.625rem 0 0 -5.625rem;

animation: step 1.2s steps(5) infinite;

}

@keyframes step {

100% {

background-position: -45rem;

}

观察在主流（手机）分辨率下的播放情况：

iPhone 6 (375×667)	iPhone 6+ (414×736)	iPhone 5 (320×568)	Android (360×640)

四种分辨率下，可以看到除了 ip6 其它的三种分辨率都发生了抖动。（ip6 不抖动的原因是适配方案是基本于 ip6 的分辨率订制的。）

分析抖动

图像由终端（屏幕）显示，而终端则是一个个光点（物理像素）组成的矩阵，换句话说图片也一组光点矩阵。为了方便描述，笔者假设终端上的一个光点代表css中的1px。

以下是一张 9px * 3px 的sprite:

每帧的尺寸为 3px * 3px，逐帧的取位过程如下：

把 sprite 的 background-size 的宽度取一半，那么终端会怎么处理？
9 / 2 = 4.5
终端的光点都是以自然数的形式出现的，这里需要做取整处理。取整一般是三种方式：round/ceil/floor。假设是 round ，那么 background-size: 5px，sprite 会是以下三种的一个：

情况一	情况二	情况三

理论上，5 / 3 = 1.666...。但实际上光点取整后，三个帧的宽度都不可能等于 1.666...，而是有一个帧的宽度降级为 1px（亏），另外两个宽度升级为 2px（盈），笔者把这个现象称作「盈亏互补」。

再看一下盈亏互补后，逐帧的取位过程：

情况一	情况二	情况三

可以看到由于盈亏互补导致了三个帧的宽度不一致，亏的那一帧在动画中的表示就是抖动。

笔者总结抖动的原因是：sprite在尺寸缩放后，帧与帧之间的盈亏互补现象导致动画抖动

附注：1px 由几个光点表示是由以终端的 dpr 决定

解决方案

「盈亏互补」也可以说是「盈亏不一致」，如果尺寸在缩放后「盈亏一致」那么抖动现象可以解决。

解决构想一

笔者根据「盈亏一致」设计了「解决构想一」：

根据上图，其实很容易就联想到一个简单的方案：不用雪碧图（即一帧对应一张图片）。
这个方案确实是可以解决抖问题，不过笔者并不推荐使用它，因为它有两个负面的东西：

KB变大与请求数增多
多余的 animation 代码

这个方案很简单，这里就不赘述了。

解决构想二

把逐帧取位与图像缩放拆分成两个独立的过程，就是笔者的「解决构想二」：

实现「构想二」，笔者首先想到的是使用 transform: scale()，于是整理了一个实现方案A：

.steps_anim {

position: absolute;

width: 360px;

height: 540px;

background: url(//misc.aotu.io/leeenx/sprite/m.png) 0 0 no-repeat;

background-size: 1800px 540px;

top: 50%;

left: 50%;

transform-origin: left top;

margin: -5.625rem 0 0 -5.625rem;

transform: scale(.5);

animation: step 1.2s steps(5) infinite;

}

@keyframes step {

100% {

background-position: -1800px;

}

/* 写断点 */

@media screen and (width: 320px) {

.steps_anim {

transform: scale(0.4266666667);

}

@media screen and (width: 360px) {

.steps_anim {

transform: scale(0.48);

}

@media screen and (width: 414px) {

.steps_anim {

transform: scale(0.552);

}

这个实现方案A存在明显的缺陷：scale 的值需要写很多断点代码。于是笔者结全一段 js 代码来改善这个实现方案B：

css:

.steps_anim {

position: absolute;

width: 360px;

height: 540px;

background: url("//misc.aotu.io/leeenx/sprite/m.png") 0 0 no-repeat;

background-size: 1800 540px;

top: 50%;

left: 50%;

transform-origin: left top;

margin: -5.625rem 0 0 -5.625rem;

animation: step 1.2s steps(5) infinite;

}

@keyframes step {

100% {

background-position: -1800px;

}

javascript:

// 以下代码放到<head></head>中// <![CDATA[

document.write("

.steps_anim {scale(.5); }

");

function doResize() {

scaleStyleSheet.innerHTML = ".steps_anim {-webkit-transform: scale(" + (document.documentElement.clientWidth / 750) + ")}";

}

window.onresize = doResize;

doResize();

// ]]>

通过改善后的方案 CSS 的断点没了，感觉是不错了，不过笔者觉得这个方案不是个纯粹的构建方案。

我们知道<img> 是可以根据指定的尺寸自适应缩放尺寸的，如果逐帧动画也能与 <img> 自适应缩放，那就可以从纯构建角度实现「构想二」。

SVG刚好可以解决难题！！！SVG 的表现与 <img>类似同时可以做动画。以下是笔者的实现方案C。

html:

JavaScript

</svg>

css:

JavaScript

.steps_anim {

position: absolute;

width: 9rem;

height: 13.5rem;

top: 50%;

left: 50%;

margin: -5.625rem 0 0 -5.625rem;

image {

animation: step 1.2s steps(5) infinite;

}

@keyframes step {

100% {

transform: translate3d(-1800px, 0, 0);

}

方案C的改良

实现方案C很好地解决了方案A和方案B的缺陷，不过方案C也有它的问题：不利于自动化工具去处理图片。

自动化工具一般是怎么处理图片的？
自动化工具一般是扫描 CSS 文件找出所有的 url(...) 语句，然后再处理这些语句指向的图片文件。

如果可以改用 CSS 的 background-image 就可以解决这个问题，不过 SVG 不支持 CSS 的 background-image。但是，SVG有一个扩展标签：foreignObject，它允许向插入 html 代码。在使用它前，先看一下它的兼容情况：

iOS 与 Android 4.3 一片草绿兼容情况算是良好，笔者实机测试腾讯 X5 内核的浏览器兼容仍旧良好。以下是改良后的方案。

html:

JavaScript

</foreignObject>

</svg>

css:

JavaScript

.steps_anim {

position: absolute;

width: 9rem;

height: 13.5rem;

top: 50%;

left: 50%;

margin: -5.625rem 0 0 -5.625rem;

}

.html {

width: 360px;

height: 540px;

}

.img {

width: 1800px;

height: 540px;

background: url(//misc.aotu.io/leeenx/sprite/m.png) 0 0 no-repeat;

background-size: 1800px 540px;

animation: step 1.2s steps(5) infinite;

}

@keyframes step {

100% {

background-position: -1800px 0;

}

改良后的方案DEMO: http://jdc.jd.com/fd/promote/leeenx/201708/svg-sprite.html

总结

感谢阅读完本文章的读者。本文是笔者的个人观点，希望能帮助到有相关问题的朋友，如果本文有不妥之处请不吝赐教。

参考资料：

https://stackoverflow.com/questions/9946604/insert-html-code-inside-svg-text-element
https://www.w3.org/TR/SVG/extend.html
https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/SVG/Element/foreignObject