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如何利用`Vueuse`库进行动画？

VueUse 动画大师班：从基础到高级应用

大家好，我是今天的讲师，很高兴能和大家一起探讨如何利用 VueUse 库来提升 Vue 应用的动画体验。VueUse 作为一个强大的 Vue Composition API 工具集，包含了许多与动画相关的实用函数，能够极大地简化动画的开发流程，提高动画的可维护性和性能。

今天我们的讲座将分为以下几个部分：

  1. VueUse 动画基础：useTransition 和 useAnimation：我们将从 VueUse 提供的两个核心动画函数入手，理解它们的基本用法和特性。
  2. 响应式动画：useMotion 和 useParallax：我们将学习如何利用这两个函数创建基于滚动、鼠标移动等事件的响应式动画。
  3. 高级动画技巧：useRafFn 和 useIntervalFn：我们将深入了解这两个函数，学习如何使用它们来控制动画的精确时间和行为。
  4. 动画性能优化：避免卡顿和掉帧：我们将讨论一些常见的动画性能问题，并提供一些优化建议。
  5. 实战案例：构建一个复杂的动画组件：我们将通过一个实际的案例，将前面学到的知识应用到实际项目中。

1. VueUse 动画基础：useTransition 和 useAnimation

VueUse 提供了 useTransition 和 useAnimation 两个核心的动画函数，它们分别用于处理过渡动画和数值动画。

1.1 useTransition：状态驱动的过渡动画

useTransition 函数可以根据一个状态的变化，自动应用 CSS 过渡动画。它的基本用法如下：

<template>
  <div :style="transitionStyle">
    Hello, World!
  </div>
  <button @click="toggle">Toggle</button>
</template>

<script setup>
import { ref } from 'vue';
import { useTransition } from '@vueuse/core';

const show = ref(false);

const { style: transitionStyle } = useTransition(show, {
  duration: 500, // 过渡持续时间 (ms)
  transition: {
    property: 'opacity', // 过渡属性
    timingFunction: 'ease-in-out', // 缓动函数
  },
});

const toggle = () => {
  show.value = !show.value;
};
</script>

<style scoped>
div {
  width: 200px;
  height: 100px;
  background-color: lightblue;
  text-align: center;
  line-height: 100px;
}
</style>

在这个例子中，useTransition 函数监听 show ref 的变化，当 show 变为 true 时，opacity 会从 0 过渡到 1；当 show 变为 false 时，opacity 会从 1 过渡到 0。

useTransition 函数接受两个参数：

  • source: 一个 ref，当它的值改变时，过渡动画就会触发。

  • options: 一个配置对象，包含以下选项：

    • duration: 过渡动画的持续时间，单位为毫秒。
    • transition: 一个包含过渡属性的对象，可以设置 property (CSS 属性), timingFunction (缓动函数) 等。
    • delay: 过渡动画的延迟时间，单位为毫秒。
    • onBeforeEnter: 进入动画开始前调用的回调函数。
    • onEnter: 进入动画开始时调用的回调函数。
    • onAfterEnter: 进入动画结束后调用的回调函数。
    • onBeforeLeave: 离开动画开始前调用的回调函数。
    • onLeave: 离开动画开始时调用的回调函数。
    • onAfterLeave: 离开动画结束后调用的回调函数。

useTransition 函数返回一个包含以下属性的对象：

  • style: 一个包含 CSS 样式的 ref，可以直接绑定到元素的 style 属性上。
  • isAnimating: 一个布尔值 ref，指示动画是否正在进行。

1.2 useAnimation：数值驱动的动画

useAnimation 函数可以控制一个数值的动画过程。它的基本用法如下：

<template>
  <div :style="{ transform: `translateX(${x}px)` }">
    Hello, World!
  </div>
  <button @click="play">Play</button>
</template>

<script setup>
import { ref } from 'vue';
import { useAnimation } from '@vueuse/core';

const x = ref(0);

const { play } = useAnimation(x, {
  from: 0,
  to: 100,
  duration: 1000,
  onFinished: () => {
    console.log('Animation finished!');
  },
});
</script>

<style scoped>
div {
  width: 200px;
  height: 100px;
  background-color: lightgreen;
  text-align: center;
  line-height: 100px;
  position: relative;
}
</style>

在这个例子中，useAnimation 函数控制 x ref 的值从 0 变化到 100，持续时间为 1 秒。

useAnimation 函数接受两个参数：

  • target: 一个数值类型的 ref，它的值会被动画改变。

  • options: 一个配置对象，包含以下选项：

    • from: 动画的起始值。
    • to: 动画的结束值。
    • duration: 动画的持续时间，单位为毫秒。
    • easing: 缓动函数，默认为 linear。
    • onStarted: 动画开始时调用的回调函数。
    • onFinished: 动画结束时调用的回调函数。
    • pause: 一个 ref，可以用来暂停动画。
    • play: 一个 ref，可以用来启动或恢复动画。
    • reverse: 一个 ref，可以用来反转动画的方向。
    • iterations: 动画的重复次数，默认为 1。
    • direction: 动画的播放方向，可以是 normal, reverse, alternate, alternate-reverse。

useAnimation 函数返回一个包含以下属性的对象：

  • play: 一个函数，可以启动或恢复动画。
  • pause: 一个函数，可以暂停动画。
  • cancel: 一个函数，可以取消动画。
  • isFinished: 一个布尔值 ref，指示动画是否已经结束。
  • isPlaying: 一个布尔值 ref，指示动画是否正在播放。

2. 响应式动画：useMotion 和 useParallax

VueUse 提供了 useMotion 和 useParallax 两个函数，可以方便地创建基于滚动、鼠标移动等事件的响应式动画。

2.1 useMotion：基于滚动和鼠标的动画

useMotion 函数可以根据元素在视口中的位置和鼠标的位置，动态地改变元素的样式。它的基本用法如下：

<template>
  <div ref="element" :style="motionStyle">
    Hello, World!
  </div>
</template>

<script setup>
import { ref } from 'vue';
import { useMotion } from '@vueuse/core';

const element = ref(null);

const { style: motionStyle } = useMotion(element, {
  x: {
    from: 0,
    to: 100,
    unit: 'px',
  },
  rotate: {
    from: 0,
    to: 360,
    unit: 'deg',
  },
  opacity: {
    from: 0.2,
    to: 1,
  },
});
</script>

<style scoped>
div {
  width: 200px;
  height: 100px;
  background-color: lightcoral;
  text-align: center;
  line-height: 100px;
  position: relative;
}
</style>

在这个例子中，当元素进入视口时，x 的值会从 0 变化到 100，rotate 的值会从 0 变化到 360，opacity 的值会从 0.2 变化到 1。

useMotion 函数接受两个参数：

  • target: 一个 ref，指向要应用动画的元素。

  • options: 一个配置对象，包含要动画的 CSS 属性和对应的动画参数。每个属性的值是一个对象，包含以下选项：

    • from: 动画的起始值。
    • to: 动画的结束值。
    • unit: 值的单位，例如 px, deg, %。
    • lerp: 插值系数，用于控制动画的平滑程度。

    • viewport: 一个对象，用于指定动画触发的视口范围，包含以下选项：

      • top: 视口顶部距离元素顶部的距离，单位为像素。
      • bottom: 视口底部距离元素底部的距离，单位为像素。
      • left: 视口左侧距离元素左侧的距离，单位为像素。
      • right: 视口右侧距离元素右侧的距离，单位为像素。
    • mouse: 一个布尔值，用于启用鼠标跟随动画。

    • x: 一个对象，用于配置水平方向的鼠标跟随动画，包含以下选项：

      • min: 鼠标在元素左侧时，属性的最小值。
      • max: 鼠标在元素右侧时，属性的最大值。

    • y: 一个对象，用于配置垂直方向的鼠标跟随动画，包含以下选项：

      • min: 鼠标在元素顶部时，属性的最小值。
      • max: 鼠标在元素底部时，属性的最大值。

useMotion 函数返回一个包含以下属性的对象：

  • style: 一个包含 CSS 样式的 ref，可以直接绑定到元素的 style 属性上。
  • x: 一个 ref，代表元素的水平位置
  • y: 一个 ref，代表元素的垂直位置

2.2 useParallax：视差滚动效果

useParallax 函数可以创建视差滚动效果，使不同的元素以不同的速度滚动，从而产生深度感。它的基本用法如下：

<template>
  <div class="container">
    <div class="background" :style="backgroundStyle"></div>
    <div class="foreground" :style="foregroundStyle">
      Hello, World!
    </div>
  </div>
</template>

<script setup>
import { useParallax } from '@vueuse/core';

const { style: backgroundStyle } = useParallax({
  scalarX: 0.2, // 水平方向的视差系数
  scalarY: 0.2, // 垂直方向的视差系数
});

const { style: foregroundStyle } = useParallax({
  scalarX: 0.5, // 水平方向的视差系数
  scalarY: 0.5, // 垂直方向的视差系数
});
</script>

<style scoped>
.container {
  width: 100%;
  height: 500px;
  position: relative;
  overflow: hidden;
}

.background {
  position: absolute;
  top: 0;
  left: 0;
  width: 100%;
  height: 100%;
  background-image: url('https://picsum.photos/1920/500');
  background-size: cover;
  background-position: center;
}

.foreground {
  position: relative;
  width: 200px;
  height: 100px;
  background-color: rgba(255, 255, 255, 0.8);
  text-align: center;
  line-height: 100px;
  z-index: 1;
}
</style>

在这个例子中，背景图片的视差系数较小，前景元素的视差系数较大，因此滚动时，前景元素比背景图片移动得更快，从而产生视差效果。

useParallax 函数接受一个参数：

  • options: 一个配置对象，包含以下选项：

    • scalarX: 水平方向的视差系数，默认为 0.1。
    • scalarY: 垂直方向的视差系数，默认为 0.1。
    • translateX: 水平方向的偏移量，单位为像素，默认为 0。
    • translateY: 垂直方向的偏移量，单位为像素，默认为 0。
    • smooth: 一个布尔值，用于启用平滑滚动效果，默认为 true。

useParallax 函数返回一个包含以下属性的对象：

  • style: 一个包含 CSS 样式的 ref，可以直接绑定到元素的 style 属性上。

3. 高级动画技巧：useRafFn 和 useIntervalFn

VueUse 提供了 useRafFn 和 useIntervalFn 两个函数，可以用来控制动画的精确时间和行为。

3.1 useRafFn：基于 requestAnimationFrame 的动画

useRafFn 函数可以基于 requestAnimationFrame API 执行动画，确保动画在每一帧都得到更新，从而获得更流畅的动画效果。它的基本用法如下：

<template>
  <div :style="{ transform: `translateX(${x}px)` }">
    Hello, World!
  </div>
</template>

<script setup>
import { ref } from 'vue';
import { useRafFn } from '@vueuse/core';

const x = ref(0);
const speed = 1;

const update = () => {
  x.value += speed;
  if (x.value > 200) {
    x.value = 0;
  }
};

const { pause, resume } = useRafFn(update);

resume(); // 启动动画

// 在组件卸载时停止动画
onUnmounted(() => {
  pause();
});
</script>

<style scoped>
div {
  width: 200px;
  height: 100px;
  background-color: lightseagreen;
  text-align: center;
  line-height: 100px;
  position: relative;
}
</style>

在这个例子中，useRafFn 函数会不断调用 update 函数，update 函数会更新 x 的值，从而使元素在水平方向上移动。

useRafFn 函数接受一个参数：

  • fn: 一个函数，会在每一帧被调用。

  • options: 一个配置对象，包含以下选项：

    • immediate: 一个布尔值，用于指定是否立即启动动画，默认为 true。

useRafFn 函数返回一个包含以下属性的对象：

  • pause: 一个函数，可以暂停动画。
  • resume: 一个函数，可以恢复动画。
  • isActive: 一个布尔值 ref，指示动画是否正在运行。

3.2 useIntervalFn：基于 setInterval 的动画

useIntervalFn 函数可以基于 setInterval API 执行动画。虽然 requestAnimationFrame 通常是动画的首选，但在某些情况下，setInterval 可能会更合适，例如需要以固定的时间间隔执行某些操作。它的基本用法如下：

<template>
  <div>
    Count: {{ count }}
  </div>
</template>

<script setup>
import { ref } from 'vue';
import { useIntervalFn } from '@vueuse/core';

const count = ref(0);

const { pause, resume } = useIntervalFn(() => {
  count.value++;
}, 1000);

resume(); // 启动计时器

// 在组件卸载时停止计时器
onUnmounted(() => {
  pause();
});
</script>

在这个例子中，useIntervalFn 函数会每隔 1 秒调用一次回调函数，回调函数会更新 count 的值。

useIntervalFn 函数接受两个参数：

  • fn: 一个函数，会以固定的时间间隔被调用。
  • interval: 时间间隔，单位为毫秒，默认为 1000。

  • options: 一个配置对象，包含以下选项：

    • immediate: 一个布尔值，用于指定是否立即启动计时器，默认为 true。
    • immediateCallback: 一个布尔值，用于指定是否在启动计时器后立即执行回调函数，默认为 false。

useIntervalFn 函数返回一个包含以下属性的对象：

  • pause: 一个函数，可以暂停计时器。
  • resume: 一个函数，可以恢复计时器。
  • isActive: 一个布尔值 ref，指示计时器是否正在运行。

4. 动画性能优化：避免卡顿和掉帧

动画性能是影响用户体验的关键因素。如果动画出现卡顿或掉帧，会严重影响用户的感知。以下是一些常见的动画性能问题和优化建议：

  • 避免频繁触发重排（Reflow）和重绘（Repaint）：重排和重绘是浏览器渲染过程中的两个昂贵的操作。频繁地修改元素的样式，特别是会影响布局的样式，会导致浏览器频繁地进行重排和重绘，从而降低动画性能。应该尽量避免频繁修改元素的 width, height, top, left 等属性，可以尝试使用 transform 和 opacity 来实现动画，因为这些属性不会触发重排。
  • 使用硬件加速：某些 CSS 属性可以利用 GPU 进行加速，从而提高动画性能。例如，transform 和 opacity 属性可以触发硬件加速。
  • 减少 DOM 操作：频繁的 DOM 操作也会降低动画性能。应该尽量减少 DOM 操作的次数，可以考虑使用 Virtual DOM 来优化 DOM 操作。
  • 优化图片和资源：如果动画中使用了大量的图片和资源，应该对这些资源进行优化，例如压缩图片大小、使用 CDN 加速等。
  • 使用 requestAnimationFrame API：requestAnimationFrame API 可以确保动画在每一帧都得到更新，从而获得更流畅的动画效果。
  • 使用 will-change 属性：will-change 属性可以提前告知浏览器哪些属性将会被修改，从而使浏览器可以提前进行优化。但是，过度使用 will-change 属性可能会导致性能问题，应该谨慎使用。
优化技巧 说明
避免频繁重排和重绘 尽量使用 transform 和 opacity 属性进行动画，避免修改 width, height, top, left 等属性。
使用硬件加速 使用 transform 和 opacity 属性可以触发硬件加速。
减少 DOM 操作 尽量减少 DOM 操作的次数，可以考虑使用 Virtual DOM 来优化 DOM 操作。
优化图片和资源 压缩图片大小、使用 CDN 加速等。
使用 requestAnimationFrame 确保动画在每一帧都得到更新，从而获得更流畅的动画效果。
使用 will-change 属性 提前告知浏览器哪些属性将会被修改，从而使浏览器可以提前进行优化。但是，过度使用 will-change 属性可能会导致性能问题，应该谨慎使用。

5. 实战案例：构建一个复杂的动画组件

现在，让我们通过一个实际的案例，将前面学到的知识应用到实际项目中。我们将构建一个带有视差滚动效果和鼠标跟随动画的卡片组件。

<template>
  <div class="card" ref="card" :style="cardStyle">
    <div class="background" :style="backgroundStyle"></div>
    <div class="content">
      <h2>{{ title }}</h2>
      <p>{{ description }}</p>
    </div>
  </div>
</template>

<script setup>
import { ref, defineProps } from 'vue';
import { useMotion, useParallax } from '@vueuse/core';

const props = defineProps({
  title: {
    type: String,
    required: true,
  },
  description: {
    type: String,
    required: true,
  },
  backgroundImage: {
    type: String,
    required: true,
  },
});

const card = ref(null);

const { style: cardStyle } = useMotion(card, {
  rotateX: {
    from: -10,
    to: 10,
    unit: 'deg',
    mouse: true,
    x: {
      min: -10,
      max: 10,
    },
  },
  rotateY: {
    from: -10,
    to: 10,
    unit: 'deg',
    mouse: true,
    x: {
      min: -10,
      max: 10,
    },
  },
});

const { style: backgroundStyle } = useParallax({
  scalarX: 0.1,
  scalarY: 0.1,
});
</script>

<style scoped>
.card {
  width: 300px;
  height: 200px;
  position: relative;
  overflow: hidden;
  border-radius: 10px;
  box-shadow: 0 4px 8px rgba(0, 0, 0, 0.1);
}

.background {
  position: absolute;
  top: 0;
  left: 0;
  width: 100%;
  height: 100%;
  background-image: v-bind('props.backgroundImage');
  background-size: cover;
  background-position: center;
  z-index: 0;
}

.content {
  position: relative;
  z-index: 1;
  padding: 20px;
  color: white;
  text-shadow: 0 2px 4px rgba(0, 0, 0, 0.5);
}
</style>

在这个案例中，我们使用了 useMotion 函数来创建鼠标跟随动画，使卡片可以根据鼠标的位置旋转。我们还使用了 useParallax 函数来创建视差滚动效果，使背景图片在滚动时产生深度感。

动画让应用更生动

今天我们学习了如何利用 VueUse 库来提升 Vue 应用的动画体验。我们学习了 useTransition, useAnimation, useMotion, useParallax, useRafFn 和 useIntervalFn 等函数，并讨论了一些动画性能优化技巧。希望今天的讲座能够帮助大家更好地利用 VueUse 库来创建更生动、更流畅的 Vue 应用。

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