SVG滚动动画：实现路径绘制的平滑过渡与提前触发-js教程-PHP中文网

svg滚动动画：实现路径绘制的平滑过渡与提前触发

本文详细介绍了如何利用SVG的stroke-dasharray属性结合JavaScript和CSS，实现基于页面滚动位置的动态路径绘制动画。教程将重点解决绘制速度和触发时机的问题，通过优化滚动百分比计算和引入CSS过渡效果，确保SVG路径动画在用户滚动时表现得更加流畅、自然，并能在元素进入视口前提前开始绘制，显著提升用户体验。

在现代Web设计中，SVG（可缩放矢量图形）因其轻量级、可伸缩性以及强大的动画能力而广受欢迎。其中，基于页面滚动位置动态绘制SVG路径是一种常见的交互效果，能够为用户带来引人入胜的视觉体验。然而，在实现此类效果时，开发者常会遇到绘制不够流畅、动画触发时机不精确（例如，只在SVG完全进入视口后才开始绘制）等问题。本教程将深入探讨如何优化这些方面，以创建高性能且用户友好的SVG滚动绘制动画。

核心原理：stroke-dasharray与路径长度

实现SVG路径绘制动画的关键在于CSS的stroke-dasharray属性和JavaScript的getTotalLength()方法。

stroke-dasharray: 这个CSS属性用于创建虚线。它接受一个或多个长度值，第一个值定义了虚线的长度，第二个值定义了虚线之间的间隙长度。例如，stroke-dasharray: 10 5会创建10像素的实线，接着是5像素的间隙，然后重复。
getTotalLength(): 这是一个SVGPathElement接口的方法，用于获取SVG路径的总长度（以用户单位表示）。

通过将stroke-dasharray设置为[绘制长度] [路径总长度]，我们可以模拟路径从无到有的绘制过程。当绘制长度从0逐渐增加到路径总长度时，路径就会逐渐显现。

初始实现与常见问题

以下是一个基本的SVG路径滚动绘制实现：

<body>
  <div style="height: 100vh;">Scroll down</div>
  <svg viewBox="0 0 1 100" fill="none" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" style="height: 200px; margin: 50vh auto; display: block;">
    <path class="path" d="M 0.5 0 V 100" fill="none" stroke="orange" stroke-width="0.5"/>
  </svg>
  <svg viewBox="0 0 1 100" fill="none" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" style="height: 200px; margin: 50vh auto; display: block;">
    <path class="path" d="M 0.5 0 V 100" fill="none" stroke="purple" stroke-width="0.5"/>
  </svg>
  <div style="height: 100vh;">End of page</div>
</body>

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let paths = document.querySelectorAll(".path");

// 初始化路径：设置stroke-dasharray使其不可见
paths.forEach((path) => {
  let pathLength = path.getTotalLength();
  path.setAttribute("stroke-dasharray", `0 ${pathLength}`);
});

// 监听滚动事件
window.addEventListener("scroll", () => {
  drawPaths(paths);
});

function drawPaths(paths) {
  // 计算滚动百分比
  // 这种计算方式可能导致动画只在SVG进入视口后才开始
  var scrollpercent =
    (document.body.scrollTop + document.documentElement.scrollTop) /
    (document.documentElement.scrollHeight - document.documentElement.clientHeight);

  paths.forEach((path) => {
    let pathLength = path.getTotalLength(); // 每次滚动都计算，可能影响性能
    var dashLength = pathLength * scrollpercent;
    path.setAttribute("stroke-dasharray", `${dashLength} ${pathLength}`);
  });
}

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上述代码虽然能实现滚动绘制，但存在两个主要问题：

触发时机滞后: scrollpercent的计算方式使得动画通常只在SVG元素已经进入视口（或页面滚动到一定程度）后才开始，导致用户体验不佳。用户可能希望在元素即将进入视口时动画就有所表现。
动画不流畅: 直接修改stroke-dasharray属性会导致绘制过程生硬，缺乏平滑过渡。

优化方案：提前触发与平滑过渡

为了解决上述问题，我们可以对滚动百分比的计算逻辑进行调整，并引入CSS transition属性来平滑动画效果。

1. 优化滚动百分比计算，实现提前触发

问题的关键在于scrollpercent的计算。原始的计算方式： (document.body.scrollTop + document.documentElement.scrollTop) / (document.documentElement.scrollHeight - document.documentElement.clientHeight) 这个公式计算的是当前滚动位置相对于“可滚动区域”的百分比。当scrollTop为0时，百分比为0；当scrollTop达到最大值（scrollHeight - clientHeight）时，百分比为1。这意味着动画的开始和结束严格对应页面的顶部和底部。

为了让动画提前开始，我们可以在分子中加入document.documentElement.clientHeight的一部分（例如一半），这样即使页面刚开始滚动，scrollpercent也会有一个初始值，从而使得路径提前开始绘制。同时，简化分母的计算。

改进后的scrollpercent计算：

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var scrollpercent =
  (document.body.scrollTop +
   document.documentElement.scrollTop +
   document.documentElement.clientHeight * 0.5) / // 关键修改：增加视口高度的一半
  (document.documentElement.scrollHeight); // 简化分母

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这个修改的含义是：我们将“0%绘制”的滚动点向上平移了半个视口的高度。当页面滚动到顶部时，scrollpercent不再是0，而是0.5 * clientHeight / scrollHeight的一个小正值，这意味着动画会立即开始绘制一小部分。当页面滚动到clientHeight * 0.5的位置时，动画的绘制进度将相当于原始计算方式下的页面顶部，从而实现了动画的“提前触发”。

2. 利用CSS transition 实现平滑过渡

stroke-dasharray属性是可动画的。通过为path元素添加CSS transition属性，我们可以让stroke-dasharray的变化在指定时间内平滑过渡，而不是瞬时完成。

CSS代码：

path {
  transition: all .8s ease-out; /* 使所有属性变化在0.8秒内平滑过渡 */
  /* 或者更精确地指定：transition: stroke-dasharray .8s ease-out; */
}

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将此CSS规则应用于SVG路径，每次JavaScript更新stroke-dasharray时，浏览器都会自动应用平滑的过渡效果，极大地提升动画的流畅度。

完整的优化代码示例

结合上述优化，以下是完整的HTML、CSS和JavaScript代码：

HTML 结构 (index.html)

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>SVG滚动路径绘制动画</title>
  <link rel="stylesheet" href="style.css">
</head>
<body>
  <div class="scroll-spacer"></div> <!-- 占位符，确保页面可滚动 -->

  <svg viewBox="0 0 1 100" fill="none" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
    <path class="path" d="M 0.5 0 V 100" fill="none" stroke="orange" stroke-width="0.5" />
  </svg>

  <svg viewBox="0 0 1 100" fill="none" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
    <path class="path" d="M 0.5 0 V 100" fill="none" stroke="purple" stroke-width="0.5" />
  </svg>

  <div class="scroll-spacer"></div> <!-- 另一个占位符 -->

  <script src="script.js"></script>
</body>
</html>

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CSS 样式 (style.css)

body {
  margin: 0;
  height: 400vh; /* 确保页面有足够的高度来滚动 */
  display: flex;
  flex-direction: column; /* 垂直排列SVG */
  justify-content: space-around; /* 分散对齐 */
  align-items: center; /* 水平居中 */
  font-family: sans-serif;
}

.scroll-spacer {
  height: 100vh; /* 确保SVG在页面中间 */
  width: 100%;
  display: flex;
  justify-content: center;
  align-items: center;
  color: #555;
  font-size: 1.5em;
}
.scroll-spacer:first-of-type::before { content: "向下滚动以查看动画"; }
.scroll-spacer:last-of-type::before { content: "页面底部"; }


svg {
  height: 200px; /* 设置SVG的高度 */
  width: 1px; /* 宽度保持1px，因为路径是垂直的 */
  overflow: visible; /* 确保路径绘制不会被裁剪 */
}

path {
  transition: all .8s ease-out; /* 关键：为路径变化添加平滑过渡 */
}

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JavaScript 逻辑 (script.js)

let paths = document.querySelectorAll(".path");

// 初始绘制和事件监听
function initAndListen() {
  drawPaths(paths); // 页面加载时立即调用一次，确保初始状态正确

  // 监听滚动事件
  window.addEventListener("scroll", () => {
    drawPaths(paths);
  });

  // 监听窗口大小调整事件，以防scrollHeight或clientHeight变化
  window.addEventListener("resize", () => {
    drawPaths(paths);
  });
}

function drawPaths(paths) {
  // 改进的滚动百分比计算，实现提前触发
  var scrollpercent =
    (document.body.scrollTop +
     document.documentElement.scrollTop +
     document.documentElement.clientHeight * 0.5) / // 关键：加入视口高度的一半
    (document.documentElement.scrollHeight);

  // 确保百分比在0到1之间，防止溢出
  scrollpercent = Math.max(0, Math.min(1, scrollpercent));

  paths.forEach((path) => {
    let pathLength = path.getTotalLength(); // 在每个路径上获取其总长度
    var dashLength = pathLength * scrollpercent;
    path.setAttribute("stroke-dasharray", `${dashLength} ${pathLength}`);
  });
}

// 页面加载完成后执行初始化
document.addEventListener("DOMContentLoaded", initAndListen);

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注意事项与最佳实践

性能考量:
- 在drawPaths函数中，path.getTotalLength()被放在了forEach循环内部。对于大量或非常复杂的路径，每次滚动都重新计算路径长度可能会带来性能开销。如果路径长度是固定的，建议在初始化时计算并存储起来，避免重复计算。
- 滚动事件的触发频率非常高，频繁的DOM操作可能导致性能问题。对于更复杂的动画，可以考虑使用节流（throttle）或防抖（debounce）技术来限制drawPaths函数的执行频率，或者利用requestAnimationFrame来确保动画在浏览器渲染帧同步。
响应式设计: 监听resize事件并重新调用drawPaths是必要的，因为视口高度（clientHeight）和页面总高度（scrollHeight）可能会改变，影响滚动百分比的计算和动画效果。
兼容性: getTotalLength()方法在所有现代浏览器中都支持。stroke-dasharray和transition也是广泛支持的CSS属性。
SVG结构: 确保你的SVG路径（<path>元素）是有效的，并且stroke属性已设置，否则动画将不可见。
stroke-width: 路径的宽度会影响其视觉效果。在SVG中设置stroke-width可以确保路径可见。

总结

通过本教程，我们学习了如何利用SVG的stroke-dasharray属性结合JavaScript和CSS transition，实现高性能且用户体验良好的滚动路径绘制动画。核心优化在于：

调整滚动百分比计算：在分子中加入document.documentElement.clientHeight * 0.5，使动画在SVG元素进入视口前提前开始绘制。
引入CSS transition：为path元素添加transition属性，使stroke-dasharray的变化过程平滑过渡，消除生硬感。

这些技术不仅解决了常见的动画问题，也为创建更具吸引力的Web界面提供了强大的工具。掌握这些技巧，你将能够为你的网站增添更多动态和交互性。

以上就是SVG滚动动画：实现路径绘制的平滑过渡与提前触发的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！