扑面而来的碎片--图片3D炸裂效果初体验

之前逛园子的时候看到 ChokCoco 的爆炸效果作品：【BOOM】一款有趣的Javascript动画效果（大神英文有没有拼错呀←.←），觉得蛮有意思的，效果如下：

不过觉得这个爆炸效果还是偏软了一点，没有爆炸那种碎片飞溅的感觉，一直念念不忘想要自己做一个3D效果的爆炸动效。这两天在搞一些小动画，就顺便也把3D爆炸做了出来，动画效果：

实现

原理很简单，就是用很多小图片拼凑成大图片，然后让小图片按照一定规律运动形成爆炸效果。这里的爆炸效果用的是 CSS3 的 3D 变换来做的，通过 js 动态改变变换参数形成动画。实现步骤简单说说：

1、图片拼凑

这一步相对简单，用的是很多 div 标签的背景图拼凑的，设置好每个 div 标签的 position 和 background-position 就可以了。这里要注意的一点就是添加 div 标签是记得要用 innerHTML 一次性全部添加进去。虽然这里没有直接显示图片，但是这里还是 new 了一个 image，并将图片拼凑放在 load 事件中执行。效果和代码分别如下(实际效果没格子线的)：

var img = new Image();
img.src = 'img/zoro.jpg';    //160*160，or you need to change wrapper's size
img.onload = function () {
    var x = y = 0,
    div = styleCtn = '',
    imgWidth = this.width,
    imgHeight = this.height,
    pwidth = pheight = 10,
    nx = Math.floor(imgWidth / pwidth),    //x方向粒子个数
    ny = Math.floor(imgHeight / pheight),    //y方向粒子个数
    wrap = document.getElementById('zd-wrap');
                    
    for (var i = 0, num = nx * ny; i < num; i++) {
        x = (i % nx) * pwidth;
        y = Math.floor(i / ny) * 10;
    styleCtn = 'left: ' + x + 'px; top: ' + y + 'px; background-position: ' + (-x) + 'px ' + (-y) + 'px;';
    div = div + '<div class="bomb" style="background-image: url(' + this.src + '); ' + styleCtn + '"></div>';
    }
    wrap.innerHTML = div;    //添加图片
};

View Code

2、爆炸效果

这一步相对难了许多，因为都是三维的运动，分为平移和翻转两种运动会简单一点。

a）平移运动：在立体空间中的爆炸应该是这样的：

回到平面空间应该是这样的：

从上图可以总结出小块的运动方向，根据小块所处的位置运动方向是不同的，左上角向左上角飞去，右下角向右下角飞去这样。这里应该有一部分小块向屏幕飞来，还有一部分远离屏幕以突出扑面而来的感觉。编程中表现各轴运动的是 translate3d，这里注意屏幕和图片的坐标关系，屏幕的 Y 轴就是现实中的垂直方向、向下为正，Z轴就是面向用户方向。运动总结起来就是：

左上角：vx < 0, vy < 0, vz随机

左下角：vx < 0, vy > 0, vz随机

右上角：vx > 0, vy < 0, vz随机

右下角：vx > 0, vy > 0, vz随机

这里 Y 方向没有严格对半分，有一种整体向上的感觉。加速度的话模仿需要模仿重力： vxa = 0, vya = 0.5 (模仿重力)，vza可以适当加点，能加强扑面而来的感觉。

b）翻转运动

翻转效果，就是 X 轴的旋转，为了效果更加逼真需要引入 Y 轴的旋转，可以忽略 z 轴的旋转。因为粒子小块的尺寸很小，所以这里不需要严格控制旋转参数，一方面简化模型，另一方面减轻浏览器负荷。当然也不必引入旋转变量了，直接用 x、y 的坐标代入也可以得到不错的翻转效果: rotateX(xdeg) rotateY(ydeg)，我这里引用了 Zachstronaut 的算法：

rotateX: Math.cos(0.1 *ys) + 'rad
rotateY: Math.sin(0.1 * xs) + 'rad

最后设置终止条件，可以根据粒子小块的x、y 坐标判断是否应该让其退出动画循环。

这样就实现了动画，当然还必须要开启父对象的透视属性，大概设置透视距离 300px 左右就可以了。

后话

我使用的图片尺寸为160*160，粒子尺寸为10*10，在iOS中表现优秀，移动chrome中表现的也还不错。虽然已经调用了 GPU 加速渲染，但已经到了很多国产移动浏览器的上限了，所以不建议再增加粒子数量。性能提升也做了，但是没找到好的突破点，如果你有更好的点子，请联系我！

耗时测试：

可以看到瓶颈在 Painting 上，再细分的话主要是图层重组，接着看一下动画过程：

可以看到在最开始的时候出现了密密麻麻的绿框，也就是这里发生了大量的 paint flashing（重绘）。再看我们一开始拼凑背景图的方法，用的是绝对定位+ left + top，这里会导致大量的重绘。虽然你可以在最开始用一个 translate3d(0, 0, 0)来限定渲染层让绿框消失，但并不会有多大的效果，因为主要耗时的是图层合成，并不是绘制。分层是必须的，我也尝试过使用 translate 去代替 left + top，但是效果并不理想，暂时没有想到更好的办法改善渲染性能……

DOM操作方面倒是可以再改善，现在动效的代码是：

 this.nodes[i].style[this.transformProperty] = 'translate3d(' + this.xs[i] + 'px, ' + this.ys[i] + 'px, ' + this.zs[i] + 'px) rotateX(' + Math.cos(0.1 * this.ys[i]) + 'rad) rotateY(' + Math.sin(0.1 * this.xs[i]) + 'rad)';

循环中每次都会操作dom，而且在设置style上还是用属性查找的方式，那这里应该是可以改善的。一是重写style，避免查找属性。二就是重写父对象div里面的innerHTML，就像开头设置背景图一样，一次更新所有粒子块。

不过我在步进调试的时候发现，除了第一次执行时会一个一个地设置粒子块的属性，后面的动画循环中都已经被浏览器优化成整体重写了，每次更新都是全体更新的，所以上面的方法貌似也不能提升太多。真的没想到其他优化的办法了，如果你有点子，请联系我！

如何使用

源码已经放到GitHub（bomb.js）上面去了，有兴趣的同学可以fork来看看，求星星！

我已经将 js+HTML+CSS 都封装好了，设置好容器之后直接引用bomb.js就可以了，如下：

<style type="text/css">
    .wrapper {
        width: 160px;
        margin: 100px auto 0;
        position: relative;
        cursor: pointer;
        perspective: 200px;
    }
</style>

<div class="wrapper" id="zd-wrap"></div>
        
<script src="js/bomb.js" type="text/javascript" charset="utf-8"></script>
<script type="text/javascript">
    var explore = new ParticlesTemplate(),
        exploreImg = new Image(),
        wrapper = document.getElementById('zd-wrap');
    exploreImg.src = 'img/zoro.jpg';    
    exploreImg.onload = function () {
        explore.init(exploreImg, wrapper);
        wrapper.addEventListener('click', function () {
            explore.go();
        }, false);
    };
</script>