原生JS实现DOM粒子爆炸效果

爆炸动效分享

前言

此次分享是一次自我组件开发的总结，还是有很多不足之处，望各位大大多提宝贵意见，互相学习交流。

分享内容介绍

通过原生js代码，实现粒子爆炸效果组件
组件开发过程中，使用到了公司内部十分高效的工程化环境，特此打个广告： 新浪移动诚招各种技术大大！可以私聊投简历哦！

效果预览

效果分析

• 点击作为动画开始的起点,自动结束
• 每次效果产生多个抛物线粒子运动的元素，方向随机，展示内容不一样，有空间上Z轴的大小变化
• 需求上可以无间隔点击，即第一组动画未结束可播放第二组动画
• 动画基本执行时长一致

由以上四点分析后，动画实现有哪些实现方案呢？

• css操作态变换（如focus）使子元素执行动画

不可取，效果可多次连点，css状态变换与需求不符

• Js 控制动画开始，事先写好css动画预置，通过class 包含选择器切换动画 例如： .active .items{animation:xxx ...;}

  不可取，单次执行动画没有问题，但是存在效果的固定，以及无法连续执行动画

• 事先写好大量动画，隐藏大量dom元素，动画开始随机选取dom元素执行自己唯一的动画keyframes

  实现层面来说，行得通，但是评论列表长的时候，dom数量巨大，且css大量动画造成代码量沉重、无随机性

• 抛弃css动画，使用canvas 绘制动画

  可行，但是canvas维护成本略高，且自定义功能难设计，屏幕适配也有一定成本

• js做dom创建，生成随机css @keyframes

  可行，但是创建style样式表，引发css重新渲染页面，会导致页面的性能下降，且抛物线css的复杂度不低，暂不作为首选

• js 刷帧 做dom渲染

  可行，但是刷帧操作会造成性能压力

结论

canvas虽说可行，但由于其开发弊端 本次分享不以canvas为分享内容，而是使用最后一种 js刷帧的dom操作

组件结构

由截图分享，动画可以分为两个模块，首先，随机发散的粒子具有共性：抛物线动画，淡出，渲染表情

而例子数量变多之后则为截图中的效果

但是，由于性能原因，我们需要做到粒子的掌控，实现资源再利用，那么还需要第二个模块，作为粒子的管控组件

所以： 此功能可使用两个模块进行开发： partical.js 粒子功能 与 boom.js 粒子管理

实现 Partical.js

1. 前置资源：抛物线运动的物理曲线需要使用Tween.js提供的速度函数

   若不想引入Tween.js 可以使用以下代码

    
         * Tween.js
         * t: current time（当前时间）；
         * b: beginning value（初始值）；
         * c: change in value（变化量）；
         * d: duration（持续时间）。
         * you can visit 'http://easings.net/zh-cn' to get effect

        *
    
        const Quad = {
            easeIn: function(t, b, c, d) {
                return c * (t /= d) * t + b;
            },
            easeOut: function(t, b, c, d) {
                return -c *(t /= d)*(t-2) + b;  
            },
            easeInOut: function(t, b, c, d) {
                if ((t /= d / 2) < 1) return c / 2 * t * t + b;
                return -c / 2 * ((--t) * (t-2) - 1) + b;
            }
        }
        const Linear = function(t, b, c, d) { 
            return c * t / d + b; 
        }
    

1. 粒子实现
   实现思路：
   希望在粒子管控组件时，使用new partical的方式创建粒子，每个粒子存在自己的动画开始方法，动画结束回调。
   由于评论列表可能存在数量巨大的情况，我们希望只全局创建有限个数的粒子，那么则提供呢容器移除粒子功能以及容器添加粒子的功能，实现粒子的复用

   partical_style.css

        
        //粒子充满粒子容器，需要容器存在尺寸以及relative定位
        .Boom-Partical_Holder{
            position: absolute;
            left:0;
            right:0;
            top:0;
            bottom:0;
            margin:auto;
        }
        

   particle.js

    
    import "partical_style.css";
    
    class Partical{
        // dom为装载动画元素的容器 用于设置位置等样式
        dom = null;
        // 动画开始时间
        StartTime = -1;
        // 当前粒子的动画方向，区别上抛运动与下抛运动
        direction = "UP";
        // 动画延迟
        delay = 0;
        // 三方向位移值
        targetZ = 0;
        targetY = 0;
        targetX = 0;
        // 缩放倍率
        scaleNum = 1;
        // 是否正在执行动画
        animating = false;
        // 粒子的父容器，标识此粒子被渲染到那个元素内
        parent = null;
        // 动画结束的回调函数列表
        animEndCBList = [];
        // 粒子渲染的内容容器 slot
        con = null;
        
        constructor(){
            //创建动画粒子dom
            this.dom = document.createElement("div");
            this.dom.classList.add("Boom-Partical_Holder");
            this.dom.innerHTML = `
                <div class="Boom-Partical_con">
                    Boom
                </div>
            `;
        }
        
        // 在哪里渲染
        renderIn(parent) {
            // dom判断此处省略
            parent.appendChild(this.dom);
            this.parent = parent;
            // 此处为初始化 slot 容器
            !this.con && ( this.con = this.dom.querySelector(".Boom-Partical_con"));
        }
        
        // 用于父容器移除当前粒子
        deleteEl(){
            // dom判断此处省略
            this.parent.removeChild(this.dom);
        }
        
        // 执行动画，需要此粒子执行动画的角度，动画的力度，以及延迟时间
        animate({ deg, pow, delay } = {}){
            // 后续补全
        }
        
        // 动画结束回调存储
        onAnimationEnd(cb) {
            if (typeof cb !== 'function') return;
            this.animEndCBList.push(cb);
        }
        
        // 动画结束回调执行
        emitEndCB() {
            this.dom.style.cssText += `;-webkit-transform:translate3d(0,0,0);opacity:1;`;
            this.animating = false;
            try {
                for (let cb  of this.animEndCBList) {
                    cb();
                }
            } catch (error) {
                console.warn("回调报错:",cb);
            }
        }
        
        // 简易实现slot功能，向粒子容器内添加元素
        insertChild(child){
            this.con.innerHTML = '';
            this.con.appendChild(child);
        }
    }
   

致此，我们先创建了一个粒子对象的构造函数，现在考虑一下我们实现了我们的设计思路吗？

• 使用构造函数new Partical( )粒子
• 粒子实力对象存在 animate 执行动画方法
• 有动画结束回调函数的存储和执行
• 设置粒子的父元素: renderIn 方法
• 父元素删除粒子: deleteEl 方法

为了更好的展示粒子内容，我们特意在constructor里创建了一个 Boom-Partical_con 元素用于模拟slot功能: insertChild方法，用于使用者展示不同的内容进行爆炸💥

接下来考虑一下动画的实现过程，动画毫无疑问为抛物线动画，这种动画在代码中实现可以使用物理公式，
但是我们也可以通过速度曲线实现，想想上抛过程可以想成 由于重力影响 ，变成一个速度逐渐减小的向上位移的过程，
而下抛过程可以理解为加速过程；
则可对应为速度曲线的easeOut 与 easeIn,
而水平方向可以理解为匀速运动，则是 linear；

我们以水平向右为X正方向0度，顺时针方向角度增加；
则 小于 180度为向下， 大于180度为向上
假设方向为四点钟方向，夹角则为 30 度，
按照高中物理，大小为N的力:
在X轴的分量应为 cos(30) * N
在Y轴的分量应为 sin(30) * N

也就是说 我们可以知道一个方向上的力在XY轴的分量大小，
假设我们将 力 的概念 转化为 视图中 位移的概念，
我们将 力量1 记为 10vh的大小
于是我们可以定义全局变量

const POWER = 10; // 单位 vh 力的单位转化比例
const G = 5;      // 单位 vh 重力值
const DEG = Math.PI / 180;  
const Duration = .4e3; //假设动画执行时长400毫秒

由此 我们补全 animate方法

// 执行动画 角度 ， 力 1 ~ 10 ; 1 = 10vh
animate({ deg, pow, delay } = {}) {
    this.direction = deg > 180 ? "UP" : "DOWN";
    this.delay = delay || 0;
    let r = Math.random();
    this.targetZ = 0;
    this.targetY = Math.round(pow * Math.sin(deg * DEG) * POWER);
    this.targetX = Math.round(pow * Math.cos(deg * DEG) * POWER) * (r + 1);
    this.scaleNum = (r * 0.8) * (r < 0.5 ? -1 : 1);
    this.raf();
}

animte的思路为：通过传入的角度和力度 计算目标终点位置（因为力最终转化为位移值，力越大，目标位移越大）

使用随机数计算此次动画的缩放值变化范围（-0.8 ～ 0.8）

然后执行刷帧操作 raf

raf(){
    // 正在执行动画    
    this.animating = true;

    // 动画开始时间
    this.StartTime = +new Date();
    let StartTime = this.StartTime;
    
    // 获取延时
    let delay = this.delay;
    
    // 动画会在延时后开始，也就是真正开始动画的时间
    let StartTimeAfterDelay = StartTime + delay



    let animate = () => {
        // 获取从执行动画开始经过了多久
        let timeGap = +new Date() - StartTimeAfterDelay;
        // 大于0 证明过了delay时间
        if (timeGap >= 0) {
            // 大于Duration证明过了结束时间
            if (timeGap > Duration) {
                // 执行动画结束回调
                this.emitEndCB();
                return;
            }
            // 设置应该设置的位置的样式
            this.dom.style.cssText += `;will-change:transform;-webkit-transform:translate3d(${this.moveX(timeGap)}vh,${this.moveY(timeGap)}vh,0) scale(${this.scale(timeGap)});opacity:${this.opacity(timeGap)};`;
        }
        requestAnimationFrame(animate);
    }
    animate();
}

刷帧操作中判断了delay时间的处理以及结束的时间处理回调

那么揭晓来就剩下 moveX，moveY，scale，opacity的设置

// 水平方向为匀速，所以使用Linear
moveX(currentDuration) {
    // 此处 * 2 是效果矫正后的处理，可根据自己的需求修改水平位移速度
    return Linear(currentDuration, 0, this.targetX, Duration) * 2;
}

// 缩放 使用了easeOut曲线， 可根据需求自行修改
scale(currentDuration) {
    return Quad.easeOut(currentDuration, 1, this.scaleNum, Duration);
}

// 透明度 使用了easeIn速度曲线，保证后消失
opacity(currentDuration) {
    return Quad.easeIn(currentDuration, 1, -1, Duration);
}

// 竖直方向上位移计算
moveY(currentDuration) {
    let direction = this.direction;
    if (direction === 'UP') {
        // G用于模拟上抛过程的重力
        // 如果是上抛运动
        if (currentDuration < Duration / 2) {
            // 上抛过程 我们使用easeOut速度逐渐减小，我们让动画在一半时移到最高点
            return Quad.easeOut(currentDuration, 0, this.targetY + G, Duration / 2);
        }
        // 上抛的下降过程，从最高点下降
        return this.targetY + G - Quad.easeIn(currentDuration - Duration / 2, 0, this.targetY / 2, Duration / 2);
    }
    // 下抛运动直接easeIn
    return Quad.easeIn(currentDuration, 0, this.targetY, Duration);
}

至此，partical.js 结束，文件末尾加一行

export default Partical; 

此时 我们的partical.js输出一个构造函数:

• new 的时候创建了粒子元素，
• 使用onAnimtionEnd可以实现动画结束的回调函数
• insertChild可以向粒子内渲染使用者自定义的dom
• renderIn 可以设置粒子父元素
• deleteEl 可以从父元素删除粒子
• animate 可以执行刷帧，渲染计算位置，触发回调

于是对于粒子来说，只剩下在执行animte的时候 传入的力的大小，方向，以及延迟时间

粒子管理 Boom.js

之所以叫Boom是因为一开始组件名叫Boom，其实叫ParticalController更好一些，哈哈😄

对于Boom.js的功能需求为

• 创建粒子
• 执行粒子动画，赋予动画力、角度、延时
• 设置粒子容器

可达到效果：

• 不关心业务，业务使用者传入每个粒子slot内容数组
• 粒子组件可复用
• 易于维护（可能是哈哈哈）

于是粒子管理器构架为：

import Partical from "partical.js";

class Boom{
    // 实例化的粒子列表
    particalList = [];
    // 单次生成的粒子个数
    particalNumbers = 6;
    // 执行动画的间隔时间
    boomTimeGap = .1e3;
    boomTimer = 0;
    // 用户插入粒子的slot 的内容
    childList = [];
    // 默认旋转角度
    rotate = 120;
    // 默认的粒子发散范围
    spread = 180;
    // 默认随机延迟范围
    delayRange = 100;
    // 默认力度
    power = 3;
    // 此次执行粒子爆炸的是那个容器
    con = null;
    
    constructor({ childList , container , boomNumber , rotate , spread , delayRange , power} = {}){
        
        this.childList = childList || [];
        this.con = container || null;
        this.particalNumbers = boomNumber || 6;
        this.rotate = rotate || 120;
        this.spread = spread || 180;
        this.delayRange = delayRange || 100;
        this.power = power || 3;
        this.createParticals(this.particalNumbers);
    }
    setContainer(con){
        this.con = con;
    }
    // 创建粒子 存入内存数组中
    createParticals(num){
        for(let i = 0 ; i < num ; i++){
            let partical = new Partical();
            partical.onAnimationEnd(()=>{
                partical.deleteEl();
            });
            this.particalList.push(partical)
        }
    }
    // 执行动画
    boom(){
        // 限制动画执行间隔
        let lastBoomTimer = this.boomTimer;
        let now = +new Date();
        if(now - lastBoomTimer < this.boomTimeGap){
            // console.warn("点的太快了");
            return;
        }
        this.boomTimer = now;
        
        
        console.warn("粒子总数:" , this.particalList.length)
        let boomNums = 0;
        // 在内存列表找，查找没有执行动画的粒子
        let unAnimateList = this.particalList.filter(partical => partical.animating == false);

        let childList = this.childList;
        let childListLength = childList.length;

        let rotate = this.rotate;
        let spread = this.spread;
        let delayRange = this.delayRange;
        let power = this.power;
        
        // 每有一个未执行动画的粒子，执行一次动画
        for(let partical of unAnimateList){
            if(boomNums >= this.particalNumbers) return ;
            
            boomNums++;
            let r = Math.random();
            // 设置粒子父容器
            partical.renderIn(this.con);
            // 随机选择粒子的slot内容
            partical.insertChild(childList[Math.floor(r * childListLength)].cloneNode(true));
            // 执行动画，在输入范围内随机角度、力度、延迟
            partical.animate({
                deg: (r * spread + rotate) % 360,
                pow: r * power + 1,
                delay: r * delayRange,
            });
        }
        // 如果粒子树木不够，则再次创建，防止下次不够用
        if(boomNums < this.particalNumbers){
            this.createParticals(this.particalNumbers - boomNums);
        }
    }
}


export default Boom;

使用demo

let boomChildList = [];


for(let i = 0 ; i < 10; i++){
    let tempDom = document.createElement("div");
    tempDom.className = "demoDom";
    tempDom.innerHTML = i;
    boomChildList.push(tempDom);
}

let boom = new Boom({
    childList: boomChildList,
    boomNumber: 6,
    rotate: 0,
    spread: 360,
    delayRange: 100,
    power: 3,
});

代码资源

源码网盘链接

组件效果预览

结尾

，可能效果中实现的思维还有不妥和欠缺，欢迎各位大大提出宝贵意见，互相交流、学习！