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CSS技巧：逐帧动画抖动解决方案
2018-05-16 00:00:00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：360x540。
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 (375x667) | iPhone 6+ (414x736) | iPhone 5 (320x568) | Android (360x640) |
|---|---|---|---|
 |  |  |  |
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);
}
}
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
<script>
document.write("<style id='scaleStyleSheet'>.steps_anim {scale(.5); }</style>");
function doResize() {
scaleStyleSheet.innerHTML = ".steps_anim {-webkit-transform: scale(" + (document.documentElement.clientWidth / 750) + ")}";
}
window.onresize = doResize;
doResize();
</script>
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：
<svg viewBox="0, 0, 360, 540" class="steps_anim">
<image xlink:href="//misc.aotu.io/leeenx/sprite/m.png" width="1800" height="540" />
</svg>
css：
.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 <image> 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 <svg></svg> 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:
<svg viewBox="0, 0, 360, 540" class="steps_anim">
<foreignObject class="html" width="360" height="540">
<div class="img"></div>
</foreignObject>
</svg>
css：
.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
结语
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
感谢您的阅读，本文由 凹凸实验室 版权所有。如若转载，请注明出处：凹凸实验室（https://aotu.io/notes/2017/08/14/fix-sprite-anim/）
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