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View Transitions API：实现跨页面的原生平滑过渡与DOM快照插值

View Transitions API：实现跨页面的原生平滑过渡与DOM快照插值

大家好，今天我们来深入探讨一个令人兴奋的Web API——View Transitions API。它为我们提供了一种原生且高效的方式，在单页应用 (SPA) 或多页应用 (MPA) 中创建流畅的跨页面过渡效果。告别笨拙的 JavaScript 动画库，拥抱浏览器提供的强大能力，让你的网页体验更上一层楼。

1. 什么是 View Transitions API？

View Transitions API 允许浏览器捕获起始状态和结束状态的 DOM 快照，然后在这些快照之间进行平滑的过渡动画。它简化了创建复杂过渡效果的过程，无需手动操作 DOM 或编写大量的 JavaScript 动画代码。更重要的是，它利用了浏览器的底层优化，性能表现远胜于传统的 JavaScript 动画方案。

2. View Transitions API 的核心概念

View Transitions API 的核心在于创建和执行过渡。它主要涉及以下几个关键概念：

  • document.startViewTransition(): 这是触发视图过渡的主要方法。它接受一个回调函数作为参数，该回调函数负责更新 DOM 以反映新的视图状态。

  • ::view-transition-group(): 这是一个 CSS pseudo-element，用于定义过渡组。每个过渡组包含一组相关的元素，这些元素将一起进行过渡。

  • ::view-transition-image-pair(): 这是一个 CSS pseudo-element，用于定义图像对。图像对包含起始视图和结束视图中的相同图像，它们将一起进行过渡。

  • ::view-transition-old(): 这是一个 CSS pseudo-element，用于表示过渡开始时的元素快照。

  • ::view-transition-new(): 这是一个 CSS pseudo-element，用于表示过渡结束时的元素。

3. 如何使用 View Transitions API

让我们通过一个简单的例子来了解如何使用 View Transitions API。假设我们有两个页面：index.html 和 about.html。我们希望在点击链接从 index.html 跳转到 about.html 时，标题元素能够平滑地过渡。

index.html:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Index Page</title>
  <style>
    body {
      font-family: sans-serif;
    }
    .title {
      font-size: 2em;
      transition: none; /* Important: Disable default transitions */
    }

    ::view-transition-old(root),
    ::view-transition-new(root) {
      animation-duration: 0.3s;
    }

    ::view-transition-old(title) {
      animation-name: fade-out;
    }

    ::view-transition-new(title) {
      animation-name: fade-in;
    }

    @keyframes fade-in {
      from { opacity: 0; }
      to { opacity: 1; }
    }

    @keyframes fade-out {
      from { opacity: 1; }
      to { opacity: 0; }
    }

  </style>
</head>
<body>
  <h1 class="title" style="view-transition-name: title;">Index Page</h1>
  <a href="about.html">Go to About Page</a>

  <script>
    document.querySelector('a').addEventListener('click', (e) => {
      e.preventDefault();
      document.startViewTransition(() => {
        location.href = 'about.html'; // Navigate after the transition starts
      });
    });
  </script>
</body>
</html>

about.html:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>About Page</title>
  <style>
    body {
      font-family: sans-serif;
    }
    .title {
      font-size: 2em;
      transition: none; /* Important: Disable default transitions */
    }

    ::view-transition-old(root),
    ::view-transition-new(root) {
      animation-duration: 0.3s;
    }

    ::view-transition-old(title) {
      animation-name: fade-out;
    }

    ::view-transition-new(title) {
      animation-name: fade-in;
    }

    @keyframes fade-in {
      from { opacity: 0; }
      to { opacity: 1; }
    }

    @keyframes fade-out {
      from { opacity: 1; }
      to { opacity: 0; }
    }
  </style>
</head>
<body>
  <h1 class="title" style="view-transition-name: title;">About Page</h1>
  <a href="index.html">Go to Index Page</a>

  <script>
    document.querySelector('a').addEventListener('click', (e) => {
      e.preventDefault();
      document.startViewTransition(() => {
        location.href = 'index.html'; // Navigate after the transition starts
      });
    });
  </script>
</body>
</html>

在这个例子中，我们做了以下几件事：

  1. 为标题元素指定 view-transition-name: 我们使用 CSS 属性 view-transition-name 为两个页面上的标题元素指定了相同的名称 title。这告诉浏览器这两个元素应该被视为一个过渡组。

  2. 禁用默认过渡: transition: none; 这对于拥有 view-transition-name 的元素至关重要。浏览器默认会应用过渡，这可能会干扰 View Transitions API。

  3. 使用 document.startViewTransition() 触发过渡: 在点击链接时，我们调用 document.startViewTransition() 方法。该方法接受一个回调函数，该回调函数负责更新 DOM 以反映新的视图状态。在这个例子中，我们简单地将 location.href 设置为新的页面 URL。请注意，location.href 的改变必须在 startViewTransition 的回调函数内部执行。

  4. 定义 CSS 过渡: 我们使用 CSS pseudo-elements ::view-transition-old(title) 和 ::view-transition-new(title) 来定义过渡效果。在这个例子中，我们简单地使用 fade-in 和 fade-out 动画来让标题元素淡入淡出。::view-transition-old(root) 和 ::view-transition-new(root)控制整体页面的过渡。

4. View Transitions API 的更多用法

除了简单的淡入淡出效果之外，View Transitions API 还可以用于创建更复杂的过渡效果。例如，我们可以使用它来创建共享元素过渡、缩放过渡、滑动过渡等等。

4.1 共享元素过渡

共享元素过渡是指在两个页面之间共享的元素进行平滑过渡的效果。例如，我们可以让一个图像在从列表页跳转到详情页时，从列表中的缩略图平滑地放大到详情页中的大图。

列表页 (index.html):

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Index Page</title>
  <style>
    body {
      font-family: sans-serif;
    }
    .thumbnail {
      width: 100px;
      height: 100px;
      object-fit: cover;
      cursor: pointer;
      transition: none;
    }

    ::view-transition-old(image),
    ::view-transition-new(image) {
      animation: none;
      object-fit: cover; /* Ensure consistent object-fit */
    }

    ::view-transition-old(image) {
      z-index: 2; /* Ensure old image is above the new image during transition */
    }

    ::view-transition-new(image) {
      z-index: 1;
    }

    /* Optional: Add a background color transition for the page */
    ::view-transition-old(root),
    ::view-transition-new(root) {
      animation-duration: 0.5s;
      animation-timing-function: ease;
    }

    ::view-transition-old(root) {
      animation-name: fade-out-background;
    }

    ::view-transition-new(root) {
      animation-name: fade-in-background;
    }

    @keyframes fade-in-background {
      from { background-color: #eee; }
      to { background-color: #fff; }
    }

    @keyframes fade-out-background {
      from { background-color: #fff; }
      to { background-color: #eee; }
    }
  </style>
</head>
<body>
  <h1>Image Gallery</h1>
  <img class="thumbnail" src="image1.jpg" alt="Image 1" style="view-transition-name: image;" data-url="detail.html?image=image1.jpg">
  <img class="thumbnail" src="image2.jpg" alt="Image 2" style="view-transition-name: image;" data-url="detail.html?image=image2.jpg">

  <script>
    const thumbnails = document.querySelectorAll('.thumbnail');
    thumbnails.forEach(thumbnail => {
      thumbnail.addEventListener('click', (e) => {
        e.preventDefault();
        const detailUrl = thumbnail.dataset.url;
        document.startViewTransition(() => {
          location.href = detailUrl;
        });
      });
    });
  </script>
</body>
</html>

详情页 (detail.html):

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Detail Page</title>
  <style>
    body {
      font-family: sans-serif;
      background-color: #eee;
    }
    .detail-image {
      width: 400px;
      height: 400px;
      object-fit: cover;
      transition: none;
    }

    ::view-transition-old(image),
    ::view-transition-new(image) {
      animation: none;
      object-fit: cover; /* Ensure consistent object-fit */
    }

    ::view-transition-old(image) {
      z-index: 2; /* Ensure old image is above the new image during transition */
    }

    ::view-transition-new(image) {
      z-index: 1;
    }

    /* Optional: Add a background color transition for the page */
    ::view-transition-old(root),
    ::view-transition-new(root) {
      animation-duration: 0.5s;
      animation-timing-function: ease;
    }

    ::view-transition-old(root) {
      animation-name: fade-out-background;
    }

    ::view-transition-new(root) {
      animation-name: fade-in-background;
    }

    @keyframes fade-in-background {
      from { background-color: #eee; }
      to { background-color: #fff; }
    }

    @keyframes fade-out-background {
      from { background-color: #fff; }
      to { background-color: #eee; }
    }
  </style>
</head>
<body>
  <h1>Image Detail</h1>
  <img class="detail-image" src="" alt="Detail Image" style="view-transition-name: image;">
  <a href="index.html">Go back</a>

  <script>
    const urlParams = new URLSearchParams(window.location.search);
    const imageName = urlParams.get('image');
    const detailImage = document.querySelector('.detail-image');
    detailImage.src = imageName;

    document.querySelector('a').addEventListener('click', (e) => {
      e.preventDefault();
      document.startViewTransition(() => {
        location.href = 'index.html';
      });
    });

  </script>
</body>
</html>

在这个例子中，我们为列表页中的缩略图和详情页中的大图都指定了相同的 view-transition-name。当用户点击缩略图时，浏览器会自动将缩略图平滑地放大到详情页中的大图。

4.2 使用 ::view-transition-group 实现更复杂的布局过渡

假设我们需要在页面切换时，让一个侧边栏从屏幕外滑动到屏幕内。我们可以使用 ::view-transition-group 来实现这个效果。

index.html/about.html (通用结构):

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Index Page</title>
  <style>
    body {
      font-family: sans-serif;
      margin: 0;
      overflow-x: hidden; /* Prevent horizontal scrollbar */
    }

    .container {
      display: flex;
    }

    .sidebar {
      width: 200px;
      background-color: #f0f0f0;
      padding: 20px;
      transition: none;
    }

    .content {
      flex: 1;
      padding: 20px;
    }

    /* Sidebar Transition Styles */
    ::view-transition-group(sidebar) {
      animation-duration: 0.5s;
      animation-timing-function: ease;
    }

    ::view-transition-old(sidebar) {
      animation-name: slide-out;
    }

    ::view-transition-new(sidebar) {
      animation-name: slide-in;
    }

    @keyframes slide-in {
      from { transform: translateX(-200px); opacity: 0; }
      to { transform: translateX(0); opacity: 1; }
    }

    @keyframes slide-out {
      from { transform: translateX(0); opacity: 1; }
      to { transform: translateX(-200px); opacity: 0; }
    }

    /* Content Fade Transition */
    ::view-transition-old(content),
    ::view-transition-new(content) {
      animation-duration: 0.3s;
      animation-timing-function: ease;
    }

    ::view-transition-old(content) {
      animation-name: fade-out;
    }

    ::view-transition-new(content) {
      animation-name: fade-in;
    }

     @keyframes fade-in {
      from { opacity: 0; }
      to { opacity: 1; }
    }

    @keyframes fade-out {
      from { opacity: 1; }
      to { opacity: 0; }
    }

  </style>
</head>
<body>
  <div class="container">
    <div class="sidebar" style="view-transition-name: sidebar;">
      <h2>Sidebar</h2>
      <ul>
        <li><a href="index.html">Home</a></li>
        <li><a href="about.html">About</a></li>
      </ul>
    </div>
    <div class="content" style="view-transition-name: content;">
      <h1></h1>
      <p>This is the content of the page.</p>
    </div>
  </div>

  <script>
    const links = document.querySelectorAll('a');
    links.forEach(link => {
      link.addEventListener('click', (e) => {
        e.preventDefault();
        const href = link.getAttribute('href');
        document.startViewTransition(() => {
          location.href = href;
        });
      });
    });
  </script>
</body>
</html>

在这个例子中，我们将侧边栏的 view-transition-name 设置为 sidebar。然后，我们使用 CSS 动画 slide-in 和 slide-out 来定义侧边栏的过渡效果。当页面切换时，侧边栏会从屏幕外平滑地滑动到屏幕内。

5. View Transitions API 的兼容性

View Transitions API 是一项相对较新的 API，目前并非所有浏览器都支持。截止到今天（2024-11-08），Chrome 和 Edge 已经支持此 API。Safari 和 Firefox 正在开发中。

你可以使用以下代码来检测浏览器是否支持 View Transitions API：

if (document.startViewTransition) {
  // View Transitions API is supported
} else {
  // View Transitions API is not supported
  // Fallback to a different transition method
}

6. View Transitions API 的局限性

尽管 View Transitions API 非常强大，但它也有一些局限性：

  • 不支持所有 CSS 属性: View Transitions API 并非支持所有 CSS 属性的过渡。一些复杂的 CSS 属性可能无法正确过渡。
  • 需要 careful 的 DOM 操作: 在 document.startViewTransition 的回调函数中进行的 DOM 操作需要谨慎。如果操作不当，可能会导致过渡效果不佳或出现错误。
  • 对性能有一定影响: 虽然 View Transitions API 比传统的 JavaScript 动画方案更高效，但它仍然会对性能产生一定影响。特别是对于复杂的页面和过渡效果，需要进行性能优化。

7. 优化 View Transitions API 的性能

以下是一些优化 View Transitions API 性能的技巧：

  • 减少 DOM 操作: 在 document.startViewTransition 的回调函数中，尽量减少 DOM 操作的数量。
  • 避免复杂的 CSS 属性: 尽量避免使用复杂的 CSS 属性进行过渡。
  • 使用 will-change 属性: 对于需要进行过渡的元素，可以使用 will-change 属性来提前告知浏览器该元素即将发生变化。这可以帮助浏览器提前进行优化。
  • 使用 content-visibility: auto: 对于不在屏幕上的内容，可以使用 content-visibility: auto 来延迟渲染，从而提高性能。

8. View Transitions API 与 SPA 框架

View Transitions API 可以与各种 SPA 框架（如 React、Vue、Angular）一起使用。但是，在使用时需要注意以下几点：

  • 管理组件状态: 在使用 SPA 框架时，需要确保组件状态在过渡期间得到正确管理。
  • 避免不必要的重新渲染: 在过渡期间，需要避免不必要的组件重新渲染。
  • 使用框架提供的生命周期钩子: 可以使用框架提供的生命周期钩子来在过渡开始前和结束后执行一些操作。

9. 总结一下重点

View Transitions API 是一种强大的工具，可以帮助我们创建流畅且高性能的跨页面过渡效果。它利用了浏览器的底层优化，性能表现远胜于传统的 JavaScript 动画方案。通过仔细规划和优化，我们可以使用 View Transitions API 来提升 Web 应用的用户体验。

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