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一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

在之前,我介绍过几种使用纯 CSS 实现波浪效果的方式,关于它们有两篇相关的文章:

本文将会再介绍另外一种使用 CSS 实现的波浪效果,思路非常有意思。

从定积分实现曲边三角形面积说起

在进入主题之前,先看看这个,在高等数学中,我们可以通过定积分求二次函数曲边图形面积。

我们可以将曲线下的面积分割成 n 个的细高的矩形,当 n 无限趋近于无穷时,所有矩形的面积就等于曲边图形的面积。

两张简单的示意图,图取自为什么定积分可以求面积?

一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

当 n 无限趋近于无穷时,所有矩形的面积就等于曲边图形的面积:

一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

利用这个思路,我们也可以通过多个 div 在 CSS 中模拟出一条曲边,也就是波浪线。

Step 1. 将图形切割为多份

首先,我们可以定义一个父容器,父容器下有 12 个子 div:

<div class="g-container">   <div class="g-item"></div>   <div class="g-item"></div>   <div class="g-item"></div>   <div class="g-item"></div>   <div class="g-item"></div>   <div class="g-item"></div>   <div class="g-item"></div>   <div class="g-item"></div>   <div class="g-item"></div>   <div class="g-item"></div>   <div class="g-item"></div>   <div class="g-item"></div> </div> 

通过 flex 布局,简单布局一下,得到这样一个图形,每个子元素等高:

.g-container {     width: 200px;     height: 200px;     border: 2px solid #fff;     display: flex;     align-items: flex-end; }  .g-item {     flex-grow: 1;     height: 60px;     background-color: #fff; } 

效果如下:

一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

Step 2. 让每个子元素以不同负延迟运行高度变换动画

接下来,简单改造下,我们需要让这个图动起来,通过改变每个子元素的高度实现:

.g-item {     flex-grow: 1;     height: 60px;     background-color: #000;     animation: heightChange 1s infinite ease-in-out alternate; }  @keyframes heightChange {     from {         height: 60px;     }     to {         height: 90px;     } } 

效果如下:

一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

接下来,只需要,让每个子元素的动画顺序设定一个不同时间的负延迟即可,就可以得到一个初步的波浪效果,这里为了减少工作量,我们借助 SASS 实现:

$count: 12; $speed: 1s;  .g-item {     --f: #{$speed / -12};     flex-grow: 1;     height: 60px;     background-color: #000;     animation: heightChange $speed infinite ease-in-out alternate; }  @for $i from 0 to $count {     .g-item:nth-child(#{$i + 1}) {         animation-delay: calc(var(--f) * #{$i});     } }  @keyframes heightChange {     from {         height: 60px;     }     to {         height: 90px;     } } 

这样,我们就得到了一个初步的波浪效果:

一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

Step 3. 消除锯齿

可以看到,上述的波浪动画是存在一定的锯齿的,接下来我们要做的就是尽可能的消除掉这些锯齿。

法一:增加 div 的数量

按照一开始使用定积分求曲边图形面积的思想,我们只需要尽可能增加子 div 的数量即可,当 div 的数量无穷多的时候,锯齿也就会消失不见。

我们可以尝试将上述的 12 个子 div,替换成 120 个试下,一个一个写 120 个 div 太费力了,我们这里借助 Pug 模板引擎:

div.g-container  -for(var i=0; i<120; i++)     div.g-item 

对于 CSS 代码,只需要改动动画延迟的时间即可,120 个子 div 的负延迟都控制在 1s 内:

// 12 -- 120 $count: 120; $speed: 1s;  .g-item {     // 注意,只有这里发生了变化     --f: #{$speed / -120};     flex-grow: 1;     height: 60px;     background-color: #000;     animation: heightChange $speed infinite ease-in-out alternate; }  @for $i from 0 to $count {     .g-item:nth-child(#{$i + 1}) {         animation-delay: calc(var(--f) * #{$i});     } } 

这样,我们就可以得到一条比较光滑的曲线啦:

一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

法二:通过 transform: skew() 模拟弧度

当然,实际情况,使用那么多个 div 实在是太浪费了,那么有没有其它方法在 div 数量比较少的情况下,也能够尽可能的消除锯齿呢?

这里,我们可以尝试给子元素在运动变换的过程中添加不同的 transform: skewY() 去模拟弧度。

再改造下代码,我们将 div 的数量调低,并且给每个子 div 再添加一个 transform: skewY() 的动画效果:

div.g-container  -for(var i=0; i<24; i++)     div.g-item 

完整的 CSS 代码如下:

$count: 24; $speed: 1s;  .g-item {     // 注意,只有这里发生了变化     --f: #{$speed / -24};     flex-grow: 1;     height: 60px;     background-color: #000;     animation:          heightChange $speed infinite ease-in-out alternate,         skewChange $speed infinite ease-in-out alternate; }  @for $i from 0 to $count {     .g-item:nth-child(#{$i + 1}) {         animation-delay:              calc(var(--f) * #{$i}),              calc(var(--f) * #{$i} - #{$speed / 2});     } }  @keyframes heightChange {     from {         height: var(--h);     }     to {         height: calc(var(--h) + 30px);     } }  @keyframes skewChange {     from {         transform: skewY(20deg);     }     to {         transform: skewY(-20deg);     } } 

为了方便理解,首先看看,高度变换动画一致的情况下,子 div 的添加了 skewY() 的变换是如何的:

一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

能看到每次变换是有明显的突起的锯齿的,叠加上延迟的高度变换,就能够很好的消除大部分的锯齿效果:

一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

至此,我们就得到了另外一种 div 数量适中的消除锯齿的方法!上述所有效果的完整代码,你可以戳这里:

CodePen — PureCSS Wave Effects

混合使用

最后,我们可以通过调整几个变量参数,将几个不同的波浪效果组合在一起,得到一些组合效果,也很不错。

类似这样:

一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

CodePen — PureCSS Wave Effects 2

基于此,我联想到我们公司(Shopee)的母公司 — Sea Group 的 LOGO,它长得如下:

一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

利用本文的方案,给它实现一个动态的 LOGO 动画:

一种巧妙的使用 CSS 制作波浪效果的思路

CodePen Demo — PureCSS Wave – Sea Group Logo

缺点

该方案的缺点还是很明显的:

  • 首先是废 div,需要比较多的 div 来实现效果,而且 div 越多,效果会越好,当然增加到一定程度,卡顿是不可避免的
  • 锯齿无法完全消除,这个是最致命或者说影响它真正能够有用武之地的地方吧

当然,本文的目的重点更多的是开拓一下思维,探讨一下这种方式的优劣,实现动画的整个过程,动画负延迟时间的运用,都是有一些参考学习意义的。CSS 还是非常有趣的~ 🤣

最后

好了,本文到此结束,希望对你有帮助 😃

更多精彩 CSS 技术文章汇总在我的 Github — iCSS ,持续更新,欢迎点个 star 订阅收藏。

如果还有什么疑问或者建议,可以多多交流,原创文章,文笔有限,才疏学浅,文中若有不正之处,万望告知。

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