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前端實現彈幕效果的方法總結(包含css3和canvas的實現方式)

之前在一個移動端的抽獎頁面中，在抽獎結果的展示窗口需要彈幕輪播顯示，之前踩過一些小坑，現在總結一下前端彈幕效果的實現方式。

css3實現乞丐版的彈幕
css3彈幕性能優(yōu)化
canvas實現彈幕
canva彈幕的擴展功能

1. css3實現乞丐版的彈幕

(1)如何通過css3實現彈幕

首先來看如何通過css的方法實現一個最簡單的彈幕：

首先在html中定義一條彈幕的dom結構：

<div class="block">我是彈幕</div>

彈幕的移動可以通過移動這個block來實現，以從右向左移動的彈幕為例，彈幕的初始位置在容器的最左側且貼邊隱藏（彈幕的最左邊與容器的最右貼合）,可以通過絕對定位加transform來實現：

.block{
   position:absolute;
}

初始位置：

from{
    left:100%;
    transform:translateX(0)
}

移動到最左邊的結束位置為（彈幕的最右邊與容器的最左邊貼合）：

to{
   left:0;
   transform:translateX(-100%)
}

起始位置和結束位置的具體圖示如下所示：

根據起始位置和結束位置可以定義完整的兩幀彈幕動畫：

@keyframes barrage{
   from{
     left:100%;
     transform:translateX(0);
   }
   to{
     left:0;
     transform:translateX(-100%);
   }
}

給彈幕元素引入這個動畫：

.block{
  position:absolute;
  /* other decorate style */
  animation:barrage 5s linear 0s;
}

這樣就可以實現一個乞丐版的彈幕效果：

(2)通過絕對定位和left實現彈幕的缺陷

首先明確一下css的渲染過程

I）根據HTML的結構生成DOM樹（DOM樹中包含了display:none的節(jié)點） II）在DOM樹的基礎上，根據節(jié)點的幾何屬性（margin/padding/width/height/left等）生成render樹 III）在render樹的基礎上繼續(xù)渲染color,font等屬性

其中如果I）中和II）中的屬性發(fā)生變化會發(fā)生reflow(回流)，如果僅僅III）中的屬性發(fā)生改變，只會發(fā)生repaint（重繪）。顯然從css的渲染過程我們也可以看出來：reflow(回流）必伴隨著重繪。

reflow(回流)：當render樹中的一部分或者全部因為大小邊距等問題發(fā)生改變而需要重建的過程叫做回流 repaint(重繪)：當元素的一部分屬性發(fā)生變化，如外觀背景色不會引起布局變化而需要重新渲染的過程叫做重繪

reflow（回流）會影響瀏覽器css的渲染速度，因此在做網頁性能優(yōu)化的時候要減少回流的發(fā)生。

在第一節(jié)，我們通過left屬性，實現了彈幕的效果，left會改變元素的布局，因此會發(fā)生reflow(回流)，表現在移動端頁面上會造成彈幕動畫的卡頓。

2. css3彈幕性能優(yōu)化

我們直到了第一節(jié)中的彈幕動畫存在卡頓的問題，下面我們看看如何解決動畫的卡頓。

(1)CSS開啟硬件加速

在瀏覽器中用css開啟硬件加速，使用GPU（Graphics Processing Unit）可以提升網頁性能。鑒于此，我們可以發(fā)揮GPU的力量，從而使我們的網站或應用表現的更為流暢。

CSS animations, transforms 以及 transitions 不會自動開啟GPU加速，而是由瀏覽器的緩慢的軟件渲染引擎來執(zhí)行。那我們怎樣才可以切換到GPU模式呢，很多瀏覽器提供了某些觸發(fā)的CSS規(guī)則。

比較常見的方式是，我們可以通過3d變化（translate3d屬性）來開啟硬件加速，鑒于此，我們修改動畫為：

@keyframes barrage{
   from{
     left:100%;
     transform:translate3d(0,0,0);
   }
   to{
     left:0;
     transform:translate3d(-100%,0,0);
   }
}

這樣就可以通過開啟硬件加速的方式，優(yōu)化網頁性能。但是這種方式沒有從根本上解決問題，同時使用GPU增加了內存的使用，會減少移動設備的電池壽命等等。

(2)不改變left屬性

第二種方法，就是想辦法在彈幕動畫的前后不改變left屬性的值，這樣就不會發(fā)生reflow。

我們想僅僅通過translateX來確定彈幕節(jié)點的初始位置，但是translateX(-100%)是相對于彈幕節(jié)點本身的，而不是相對于父元素，因此我們耦合js和css，在js中獲取彈幕節(jié)點所在的父元素的寬度，接著根據寬度來定義彈幕節(jié)點的初始位置。

以父元素為body時為例：

//css
 .block{
  position:absolute;
  left:0;
  visibility:hidden;
  /* other decorate style */
  animation:barrage 5s linear 0s;
}
//js
let style = document.createElement('style');
document.head.appendChild(style);
let width = window.innerWidth;
let from = `from { visibility: visible; -webkit-transform: translateX(${width}px); }`;
let to = `to { visibility: visible; -webkit-transform: translateX(-100%); }`;
style.sheet.insertRule(`@-webkit-keyframes barrage { ${from} ${to} }`, 0);

除了耦合js計算了父元素的寬度，從而確定彈幕節(jié)點的初始位置之外，這里在彈幕節(jié)點中我們?yōu)榱朔乐钩跏嘉恢镁陀酗@示，增加了visibility:hidden屬性。防止彈幕節(jié)點在未確定初始位置時就顯示在父容器內。只有彈幕開始從初始位置滾動，才會變得可見。

但是這種css的實現方式，在實現彈幕的擴展功能方面比較麻煩，比如如何控制彈幕暫停等等。

3. canvas實現彈幕

除了通過css實現彈幕的方法之外，通過canvas也可以實現彈幕。

通過canvas實現彈幕的原理就是時時的重繪文字，下面來一步步的實現。

獲取畫布

let canvas = document.getElementById('canvas');
    let ctx = canvas.getContext('2d');

繪制文字

ctx.font = '20px Microsoft YaHei';          
    ctx.fillStyle = '#000000';                
    ctx.fillText('canvas 繪制文字', x, y);

上面的fillText就是實現彈幕效果的主要api，其中x表示橫方向的坐標，y表示縱方向的坐標，只要時時的改變x，y進行重繪，就可以實現動態(tài)的彈幕效果。復制代碼

清除繪制內容

ctx.clearRect(0, 0, width, height);

具體實現

通過定時器，定時改變x,y,每次改變之前先進性清屏，然后根據改變后的x,y進行重繪。當存在多條彈幕的情況下,定義：

let colorArr=_this.getColor(color);  彈幕數組多對應的顏色數組
    let numArrL=_this.getLeft();  彈幕數組所對應的x坐標位置數組
    let numArrT=_this.getTop();  彈幕數組所對應的y坐標位置數組
    let speedArr=_this.getSpeed(); 彈幕數組所對應的彈幕移動速度數組

定時的重繪彈幕函數為：

_this.timer=setInterval(function(){
    ctx.clearRect(0,0,canvas.width,canvas.height);
    ctx.save();
    for(let j=0;j<barrageList.length;j++){
      numArrL[j]-=speedArr[j];
      ctx.fillStyle = colorArr[j]
      ctx.fillText(barrageList[j],numArrL[j],numArrT[j]);
      ctx.restore();
 },16.7);

實現的效果為：