关于前端:使用-CSS-构建强大且酷炫的粒子动画

粒子动画，顾名思义，就是页面上存在大量的粒子构建而成的动画。传统的粒子动画次要由 Canvas、WebGL 实现。

当然，不应用 HTML + CSS 的次要起因在于，粒子动画通常须要较多的粒子，而如果应用 HTML + CSS 的话势必须要过多的 DOM 元素，这也就导致了应用 HTML + CSS 构建的粒子动画在性能上毫无劣势。

当然，如果仅仅是从成果的角度而言，应用 CSS 构建的粒子动画一样能够做到十分的令人震撼。

本文，将尝试利用 CSS 来构建粒子动画。

OK，绘制 CSS 粒子动画首先须要有好的工具。本文将会持续借助 CSS-Doodle 实现所有的性能。然而请留神，CSS-Doodle 你能够了解为一个语法糖库，应用它实现的所有成果，都能够用 CSS + HTML（兴许有一些会加上一点 SVG）复现。

简略而言，CSS-doodle 它是一个基于 Web-Component 的库。容许咱们疾速的创立基于 CSS Grid 布局的页面，并且提供各种便捷的指令及函数（随机、循环等等），让咱们能通过一套规定，失去不同 CSS 成果。能够简略看看它的主页 — Home Page of CSS-doodle，只须要 5min 兴许就能疾速上手。

要实现粒子动画，那么第一步，咱们须要失去大量的粒子。应用 CSS 实现的话，也就是咱们须要大量的 DOM。

借助，CSS-Doodle 的 Grid 布局语法，咱们能够疾速失去大量的 DOM，当然形式有十分多。

当初咱们假如咱们须要 10000 个粒子，咱们只须要实现一个 100×100 的 Grid 布局即可，应用 CSS-Doodle 的话，语法如下：

<css-doodle grid="100x100">
    :doodle {@size: 100vw 100vmin;}
    
    position: absolute;
    top: 50%;
    left: 50%;
    width: 2px;
    height: 2px;
    background: #000;
    border-radius: 50%;
</css-doodle>

简略解释下下面的代码：

grid="100x100" 示意实现一个 100×100 的 Grid 布局
@size: 100vw 100vmin 示意 Grid 布局的高宽别离为 100vw 和 100vh，也就是占满整个屏幕
剩下的代码比拟好了解，它会赋值给每一个 Grid item，相当于 10000 个 Grid item 都是一个 2×2 的圆球，并且定位在页面两头

整个成果如下：

你没有看错，因为所有的粒子都叠在一个点了，所以的确只有一个点。

至此，咱们就失去了 10000 个汇集在一起的粒子。

有了 10000 个汇集在一起的粒子，咱们给每个粒子增加任意不同的属性，就能够失去各种不同的粒子成果了。

为了让粒子看得清，第一步，咱们让粒子散开，这里只须要扭转下面代码中的 top、left 定位即可（利用 transform 也能够）：

<css-doodle grid="100x100">
    // ... 其余与上述保持一致
    top: @r(1%, 100%);
    left: @r(1%, 100%);
    // ... 其余与上述保持一致
</css-doodle>

CSS-Doodle 中，@r() 办法能够用于获取随机数，这里就是示意获取 1% ~ 100% 内的随机数

这里，咱们做的事件只是让每一个粒子的 top、left 随机落在 1% ~ 100%，这样咱们就能看清不同的粒子散布了：

好吧，到这里，美感还没体现进去。

别着急，咱们尝试随机放大放大每个粒子，并且，给它们赋予不同的色彩：

<css-doodle grid="100x100">
    // ... 其余与上述保持一致
    background: hsl(@r(1, 255, 3), @r(10%, 90%), @r(10%, 90%));
    transform: scale(@rn(.1, 5, 3));
</css-doodle>

这样，咱们的粒子就变成了这样：

好，看着像那么回事了。当然，粒子动画怎么能少了动画，接下来的一步，咱们须要让粒子动起来，因为动画须要用到 transform: translate()，然而咱们下面又用到了 scale()，为了缩小代码量，这里我会把缩放的操作交给 zoom 属性来实现，这样一来，残缺的代码如下：

<css-doodle grid="100x100">
    :doodle {
        @size: 100vw 100vmin;
        perspective: 10px;
    }
    
    position: absolute;
    top: @r(1%, 100%);
    left: @r(1%, 100%);
    width: 2px;
    height: 2px;
    background: #000;
    border-radius: 50%;
    background: hsl(@r(1, 255, 3), @r(10%, 90%), @r(10%, 90%));
    transform: rotate(@r(360deg)) translate(@r(-50, 50)vmin, @r(-50, 50)vmin);
    animation: move 3s infinite linear alternate;
    zoom: @rn(.1, 5, 3);
    @keyframes move {
        100% {transform: rotate(0) translate(0, 0);
        }
    }
</css-doodle>

成果如下：

看着还挺不错，然而因为所有粒子的动画工夫都是一样的，所以动画起始帧和完结帧非常明显，咱们再革新下 animation：

<css-doodle grid="100x100">
  - animation: move 3s infinite linear alternate;
  + animation: move @r(5, 15)s infinite @r(-10, 0)s @p(linear, ease-in, ease-in-out) alternate;
</css-doodle>

这样，动画工夫，负延迟时间（提前开始），以及动画缓动都设置成了对每个粒子都随机，这样，整体成果将会好上不少，不会呈现显著的进展或者漏洞：

残缺的代码，你能够戳这里：CSS Doodle – CSS Pattern Effect

当然，咱们齐全能够换一个配色，彩色底色配合上 box-shadow()，让每一个元素发光发亮，这样，咱们就失去了这样一个成果：

残缺的代码，你能够戳这里：CSS Doodle – CSS Pattern Effect

还记得咱们在利用噪声构建美好的 CSS 图形一文中提到柏林噪声吗？

柏林噪声 基于随机，并在此基础上利用缓动曲线进行平滑插值，使得最终失去噪声成果更加趋于天然。

它的作用在于，让咱们产生的随机是不是齐全随机的，而是可能像木头纹理、山脉起伏的变动般，存在肯定的规律性！

基于柏林噪声，咱们再在 2D 粒子动画的根底上，引入 CSS 3D，实现 3D 粒子动效。

咱们来看看，此时，咱们不再随机定位每一个粒子，而是利用柏林噪声去散布咱们的粒子：

是的，在 CSS Doodle 中，咱们应用 @rn() 代替 @r()，即可让随机的后果基于 Grid item 的地位关系产生关联。

<css-doodle grid="100x100">
    :doodle {
        @size: 100vw 100vmin;
        perspective: 10px;
    }
    :container {
        perspective: 100px;
        transform-style: preserve-3d;
    }
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    width: 2px;
    height: 2px;
    border-radius: 50%;
    left: 50%;
    top: 50%;
    background: hsl(@rn(1, 255, 3), @rn(50%, 90%), @rn(50%, 90%));
    transform: scale(@rn(1, 10, 3)) translate3d(@rn(-50, 50, 3)vw, @rn(-50, 50, 3)vh, @rn(-100, 20)px);
</css-doodle>

咱们在 3D 场景下，利用柏林噪声布局咱们的粒子系统，让它们相邻之间的色彩，定位都是存在肯定的关联性。自身，每一次随机，都是一副美好的画作，感触下：

当然，这还没完，咱们要让它们动起来。增加什么好呢？其实加什么都十分 NICE，这里，咱们尝试让他们有法则的高低律动，当然，也须要用到 柏林噪声，这样残缺的代码就会变成：

<css-doodle grid="100x100">
    :doodle {
        @size: 100vw 100vmin;
        perspective: 10px;
    }
    :container {
        perspective: 50px;
        transform-style: preserve-3d;
    }
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    width: 2px;
    height: 2px;
    border-radius: 50%;
    left: 50%;
    top: 50%;
    background: hsl(@rn(1, 255, 3), @rn(50%, 90%), @rn(50%, 90%));
    transform: scale(@rn(1, 10, 3)) translate3d(@rn(-50, 50, 3)vw, @rn(-50, 50, 3)vh, @rn(-100, 20)px);
    animation: move @rn(5, 15, 3)s infinite @rn(-20, -10, 3)s linear alternate;
    box-shadow: 0 0 1px #fff, 0 0 5px #fff;
    @keyframes move {
        100% {margin-top: 500px;}
    }
</css-doodle>

OK，会是什么样一副现象呢？让咱们来看看：

能够看到，利用 柏林噪声 生成的粒子成果，更加的实在，看上去更加的带感。

残缺的代码，你能够戳这里：CSS Doodle – CSS Pattern Effect

当然，把握了这个技巧之后，咱们能够尝试其余增加其余属性的动画，那么可能咱们会失去这样的动画：

残缺的代码，你能够戳这里：CSS Doodle – CSS Pattern Effect

亦或，咱们尝试实现另外一种时空穿梭的感觉：

<css-doodle grid="30x30">
    :doodle {@size: 100vw 100vmin;}
    :container {
        perspective: 500px;
        transform-style: preserve-3d;
        transform: rotate3d(@r(-1.5, 1.5), @r(-1.5, 1.5), @r(-1.5, 1.5), @r(0, 30)deg);
    }
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    width: 2px;
    height: 2px;
    border-radius: 50%;
    top: @r(50, 50)%;
    left: @r(50, 50)%;
    background: hsl(@rn(160, 170, 3), @r(90%, 99%), @rn(50%, 70%));
    animation: move @r(5, 30)s infinite @r(-30, -15)s @p(linear, ease-in, ease-in-out);
    transform: scale(@rn(.1, 1)) rotate(0) translate3d(@r(-60vmin, 60vmin), @r(-60vmin, 60vmin), @r(-1500, -2000)px);
    box-shadow: 
    0 0 0.5px #fff,
    0 0 2px #fff,
    0 0 5px #fff; 
    @keyframes move {
        100% {transform: scale(10) rotate(1080deg) translate3d(0, 0, @r(710, 850)px);
        }
    }
</css-doodle>

成果如下：

残缺的代码，你能够戳这里：CSS Doodle – CSS Pattern Effect

CSS-Doodle 库的作者，袁川老师，也有十分多 3D 粒子动画，其中一幅：

残缺的代码 CSS Doodle – Seeding By yuanchuan

其实还有十分多属性适宜增加到整个粒子系统中，本文只是抛砖引玉，只尝试了 CSS 中很少的属性。是的，CSS 一样能够实现这些超酷炫的粒子动效，如果你也心动了，无妨下来本人尝试下。置信你会喜爱上 CSS。

本文到此结束，心愿对你有帮忙 :)

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应用 CSS-Doodle 构建粒子

实现 2D 粒子成果

柏林噪声配合 3D 实现粒子动效

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