Beherrschung von CSS @scroll-timeline: Animationssteuerung durch Scrollfortschritt

In der sich ständig weiterentwickelnden Landschaft der Webentwicklung ist die Schaffung ansprechender und interaktiver Benutzererfahrungen von größter Bedeutung. CSS bietet verschiedene Tools, um dies zu erreichen, und eines der mächtigsten, aber oft übersehenen, ist die @scroll-timeline At-Regel. Diese Funktion ermöglicht es Entwicklern, Animationen direkt an den Scrollfortschritt eines Elements zu koppeln, wodurch fesselnde scroll-gesteuerte Animationen entstehen. Dieser Artikel bietet eine umfassende Untersuchung von @scroll-timeline, die Syntax, Eigenschaften, praktische Anwendung und fortgeschrittene Animationstechniken behandelt, um Ihre Webdesigns aufzuwerten.

Was ist CSS @scroll-timeline?

@scroll-timeline ist eine CSS-At-Regel, die eine Scroll-Timeline definiert, die im Wesentlichen eine Abfolge von Zuständen ist, die der Scroll-Position eines bestimmten Elements entsprechen. Anstatt sich auf traditionelle zeitbasierte Animationen zu verlassen, verknüpft @scroll-timeline den Animationsfortschritt mit der Scroll-Aktion des Benutzers. Dies führt zu einer natürlicheren und reaktionsschnelleren Animation, da die Animationsgeschwindigkeit direkt vom Scroll-Verhalten des Benutzers gesteuert wird.

Dies eröffnet spannende Möglichkeiten für:

• Visuelles Storytelling: Inhalte schrittweise enthüllen, während der Benutzer scrollt.
• Interaktive Datenvisualisierung: Diagramme und Grafiken animieren, während der Benutzer Daten erkundet.
• Parallax-Effekte: Tiefe und Dimension durch Animieren verschiedener Elemente mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten basierend auf der Scroll-Position erzeugen.
• Fortschrittsanzeigen: Den Fortschritt des Benutzers durch ein langes Dokument visuell darstellen.

Syntax und Eigenschaften

Die grundlegende Syntax der @scroll-timeline At-Regel lautet wie folgt:

            @scroll-timeline timeline-name {
  source: auto | <element-selector>;
  orientation: auto | block | inline;
  scroll-offsets: <scroll-offset>[ , <scroll-offset> ]*;
}

            

              
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Schlüsseln wir jede Eigenschaft auf:

timeline-name

Dies ist ein eindeutiger Bezeichner für Ihre Scroll-Timeline. Sie verwenden diesen Namen, um auf die Timeline zu verweisen, wenn Sie sie auf eine Animation anwenden.

Beispiel:

            @scroll-timeline my-scroll-timeline {
  /* ... */
}

            

              
                Copy
              
            
          

source

Diese Eigenschaft gibt das Element an, dessen Scroll-Position die Animation antreibt. Sie kann zwei Werte annehmen:

• auto: Der Browser bestimmt das scrollende Element automatisch. Dies ist oft der Viewport des Dokuments (das Browserfenster).
• <element-selector>: Ein CSS-Selektor, der das spezifische Element identifiziert, das als Scroll-Quelle verwendet werden soll. Dies ermöglicht es Ihnen, bestimmte Container oder Abschnitte auf Ihrer Seite anzusprechen.

Beispiel (Verwendung des Viewports als Quelle):

            @scroll-timeline my-scroll-timeline {
  source: auto; /* Uses the viewport */
  /* ... */
}

            

              
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Beispiel (Verwendung eines spezifischen Elements als Quelle):

            @scroll-timeline my-scroll-timeline {
  source: #scrollable-container; /* Uses the element with ID "scrollable-container" */
  /* ... */
}

            

              
                Copy
              
            
          

orientation

Diese Eigenschaft gibt die Scroll-Richtung an, die für die Timeline verwendet werden soll. Sie bestimmt, ob die Animation durch vertikales oder horizontales Scrollen angetrieben wird. Sie kann drei Werte annehmen:

• auto: Der Browser bestimmt die Scroll-Richtung automatisch basierend auf der dominanten Scroll-Richtung des Quell-Elements.
• block: Verwendet die Block-Scroll-Richtung (vertikal, in den meisten Schreibmodi).
• inline: Verwendet die Inline-Scroll-Richtung (horizontal, in den meisten Schreibmodi).

Beispiel (Verwendung von vertikalem Scrollen):

            @scroll-timeline my-scroll-timeline {
  source: auto;
  orientation: block; /* Vertical scrolling */
  /* ... */
}

            

              
                Copy
              
            
          

Beispiel (Verwendung von horizontalem Scrollen):

            @scroll-timeline my-scroll-timeline {
  source: #horizontal-scroll-container;
  orientation: inline; /* Horizontal scrolling */
  /* ... */
}

            

              
                Copy
              
            
          

scroll-offsets

Diese Eigenschaft definiert die Scroll-Positionen, die bestimmten Punkten in der Animation entsprechen. Sie ist eine optionale Eigenschaft, und wenn nicht angegeben, wird die Animation vom Anfang bis zum Ende des scrollbaren Bereichs abgespielt. Bei Verwendung können Sie einen oder mehrere Scroll-Offsets definieren, die jeweils eine Scroll-Position und einen entsprechenden Punkt im Animationsfortschritt angeben.

Die Syntax für einen <scroll-offset> ist:

            <scroll-offset> = <length-percentage> [ at <length-percentage> ]

            

              
                Copy
              
            
          

Wobei:

• Das erste <length-percentage> repräsentiert die Scroll-Position innerhalb des scrollbaren Bereichs.
• Das optionale at <length-percentage> repräsentiert den entsprechenden Animationsfortschritt (0% bis 100%). Wenn weggelassen, wird der Animationsfortschritt gleichmäßig zwischen den definierten Scroll-Offsets verteilt.

Beispiele:

            /* Scroll position 200px corresponds to animation progress 0% */
scroll-offsets: 200px at 0%;

/* Scroll position at 50% of the scrollable area corresponds to animation progress 50% */
scroll-offsets: 50% at 50%;

/* Multiple offsets: */
scroll-offsets: 0px at 0%, 500px at 50%, 1000px at 100%;

/* Without the "at" keyword - evenly distributed animation progress: */
scroll-offsets: 0px, 500px, 1000px; /* Equivalent to 0px at 0%, 500px at 50%, 1000px at 100% */

            

              
                Copy
              
            
          

Wichtige Überlegungen zu scroll-offsets:

• Wenn Sie scroll-offsets angeben, stellen Sie sicher, dass sie den Bereich des scrollbaren Bereichs abdecken, um unerwartetes Animationsverhalten zu vermeiden.
• Der Animationsfortschritt wird zwischen den definierten Scroll-Offsets interpoliert.
• Wenn Sie keine scroll-offsets angeben, wird der Animationsfortschritt gleichmäßig über den gesamten scrollbaren Bereich verteilt.

Anwenden der Scroll-Timeline auf eine Animation

Sobald Sie Ihre Scroll-Timeline definiert haben, müssen Sie sie mit der Eigenschaft animation-timeline auf eine CSS-Animation anwenden.

Die Syntax ist einfach:

            animation-timeline: timeline-name; /* Use the name you defined in @scroll-timeline */

            

              
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Sie müssen auch eine Standard-CSS-Animation mit @keyframes definieren. Die Animation definiert die Änderungen der CSS-Eigenschaften, die auftreten, wenn der Benutzer scrollt. Darüber hinaus sollten Sie sicherstellen, dass die CSS-Eigenschaft `animation-range` gesetzt ist. Sie definiert den Bereich der Scroll-Timeline, der die Animation aktiviert.

Hier ist ein vollständiges Beispiel:

            /* Define the scroll timeline */
@scroll-timeline my-scroll-timeline {
  source: auto;
  orientation: block;
}

/* Define the animation */
@keyframes fade-in {
  0% {
    opacity: 0;
    transform: translateY(20px);
  }
  100% {
    opacity: 1;
    transform: translateY(0);
  }
}

/* Apply the animation and scroll timeline to an element */
.animated-element {
  animation: fade-in 1s forwards;
  animation-timeline: my-scroll-timeline;
  animation-range: entry 25% cover 75%; /* entry and cover are keyword values for the start and end ranges */
}

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel:

• Die @scroll-timeline namens my-scroll-timeline ist definiert, wobei der Viewport als Quelle und vertikales Scrollen als Ausrichtung verwendet wird.
• Die @keyframes namens fade-in definiert eine einfache Einblend- und Aufschiebe-Animation.
• Die Klasse .animated-element hat die fade-in Animation angewendet, aber anstatt durch einen Timer ausgelöst zu werden, wird sie durch die my-scroll-timeline gesteuert.
• Der Animationsbereich definiert, dass die Animation starten soll, wenn die obere Kante des Elements in die unteren 25% des Viewports eintritt und enden soll, wenn sie die oberen 25% verlässt.

Praktische Beispiele und Anwendungsfälle

Lassen Sie uns einige praktische Beispiele erkunden, wie Sie @scroll-timeline verwenden können, um ansprechende Weberlebnisse zu schaffen.

1. Inhalte schrittweise enthüllen

Dies ist ein häufiger Anwendungsfall, bei dem Sie Inhalte enthüllen, während der Benutzer die Seite nach unten scrollt. Stellen Sie sich einen langen Artikel mit Abschnitten vor, die beim Einblenden in den Blickpunkt erscheinen.

HTML:

            <section class="content-section">
  <h2>Section 1</h2>
  <p>Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit...</p>
</section>

<section class="content-section">
  <h2>Section 2</h2>
  <p>Sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua...</p>
</section>

            

              
                Copy
              
            
          

CSS:

            @scroll-timeline reveal-timeline {
  source: auto;
  orientation: block;
}

@keyframes reveal {
  0% {
    opacity: 0;
    transform: translateY(20px);
  }
  100% {
    opacity: 1;
    transform: translateY(0);
  }
}

.content-section {
  animation: reveal 1s forwards;
  animation-timeline: reveal-timeline;
  animation-range: entry 25% cover 75%;
}

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel wird jede .content-section eingeblendet, wenn sie in den Viewport scrollt. Der `animation-range` stellt sicher, dass die Animation beginnt, wenn die obere Kante des Abschnitts in die unteren 25% des Viewports eintritt und endet, wenn der Abschnitt die oberen 25% verlässt.

2. Parallax-Effekte

Parallax-Effekte erzeugen ein Gefühl von Tiefe, indem Hintergrundelemente mit anderen Geschwindigkeiten als Vordergrundelemente bewegt werden. @scroll-timeline erleichtert die Implementierung von Parallax-Scrolling.

HTML:

            <div class="parallax-container">
  <div class="background-element"></div>
  <div class="foreground-element">
    <h2>Parallax Section</h2>
    <p>Some content here...</p>
  </div>
</div>

            

              
                Copy
              
            
          

CSS:

            .parallax-container {
  position: relative;
  height: 500px; /* Adjust as needed */
  overflow: hidden;
}

.background-element {
  position: absolute;
  top: 0;
  left: 0;
  width: 100%;
  height: 100%;
  background-image: url('background.jpg'); /* Replace with your image */
  background-size: cover;
  transform: translateZ(-1px) scale(2); /* Creates the parallax effect */
  transform-origin: top;
  pointer-events: none; /* Allows clicking on foreground elements */

  animation: parallax-bg 1s linear forwards;
  animation-timeline: parallax-timeline;
  animation-range: 0vh 100vh;
}

.foreground-element {
  position: relative;
  z-index: 1;
  padding: 50px;
  background-color: rgba(255, 255, 255, 0.8);
}

@scroll-timeline parallax-timeline {
  source: auto;
  orientation: block;
}

@keyframes parallax-bg {
    0% { transform: translateZ(-1px) scale(2) translateY(0px); }
    100% { transform: translateZ(-1px) scale(2) translateY(-50vh); }
}

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel wird das .background-element hinter dem .foreground-element positioniert und mit transform skaliert. Die `parallax-bg`-Animation wird dann angewendet, wodurch sich der Hintergrund beim Scrollen des Benutzers langsamer als der Vordergrund bewegt, was den Parallax-Effekt erzeugt. Der `animation-range` stellt sicher, dass die Animation über die gesamte Höhe des Viewports (0vh bis 100vh) läuft.

3. Eine Fortschrittsanzeige animieren

Sie können @scroll-timeline verwenden, um eine Fortschrittsanzeige zu erstellen, die den Scroll-Fortschritt des Benutzers durch ein Dokument visuell darstellt.

HTML:

            <div class="progress-bar-container">
  <div class="progress-bar"></div>
</div>
<div class="content">
  <!-- Your content here -->
</div>

            

              
                Copy
              
            
          

CSS:

            .progress-bar-container {
  position: fixed;
  top: 0;
  left: 0;
  width: 100%;
  height: 5px;
  background-color: #eee;
  z-index: 1000;
}

.progress-bar {
  height: 100%;
  width: 0%;
  background-color: #007bff;
  animation: progress-bar-fill 1s linear forwards;
  animation-timeline: document-scroll-timeline;
}

@scroll-timeline document-scroll-timeline {
  source: auto;
  orientation: block;
}

@keyframes progress-bar-fill {
  0% {
    width: 0%;
  }
  100% {
    width: 100%;
  }
}

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel wird die Breite der .progress-bar von 0% auf 100% animiert, während der Benutzer durch das Dokument scrollt. Die @scroll-timeline heißt `document-scroll-timeline`, wodurch klar wird, was sie darstellt.

Fortgeschrittene Techniken

Sobald Sie die Grundlagen beherrschen, können Sie einige fortgeschrittene Techniken erkunden, um noch komplexere scroll-gesteuerte Animationen zu erstellen.

1. Verwendung von scroll-offsets für präzise Steuerung

Die Eigenschaft scroll-offsets ermöglicht es Ihnen, spezifische Scroll-Positionen bestimmten Animationsfortschrittswerten zuzuordnen. Dies ist nützlich, wenn Sie bestimmte Animationszustände zu präzisen Zeitpunkten während des Scrollens auslösen möchten.

            @scroll-timeline custom-timeline {
  source: #scrollable-container;
  orientation: block;
  scroll-offsets: 100px at 0%, 500px at 50%, 1000px at 100%;
}

@keyframes custom-animation {
  0% {
    transform: translateX(-100px);
    opacity: 0;
  }
  50% {
    transform: translateX(0);
    opacity: 1;
  }
  100% {
    transform: translateX(100px);
    opacity: 0;
  }
}

.animated-element {
  animation: custom-animation 1s forwards;
  animation-timeline: custom-timeline;
}

            

              
                Copy
              
            
          

In diesem Beispiel wird die Animation:

• Start bei translateX(-100px) und opacity: 0, wenn die Scroll-Position 100px beträgt.
• translateX(0) und opacity: 1 erreichen, wenn die Scroll-Position 500px beträgt.
• Enden bei translateX(100px) und opacity: 0, wenn die Scroll-Position 1000px beträgt.

2. Kombination mit JavaScript

Während @scroll-timeline eine leistungsstarke Animationssteuerung über CSS bietet, können Sie es für noch größere Flexibilität mit JavaScript kombinieren. Zum Beispiel könnten Sie JavaScript verwenden, um:

• scroll-offsets dynamisch zu berechnen und zu aktualisieren, basierend auf der Viewport-Größe oder Inhaltsänderungen.
• Zusätzliche JavaScript-basierte Effekte oder Interaktionen basierend auf dem Scroll-Fortschritt auszulösen.
• Fallback-Lösungen für Browser zu implementieren, die @scroll-timeline nicht vollständig unterstützen.

Hier ist ein grundlegendes Beispiel für die Verwendung von JavaScript, um den Scroll-Fortschritt zu lesen und eine CSS-Variable zu aktualisieren:

            const scrollableElement = document.getElementById('scrollable-container');
const animatedElement = document.querySelector('.animated-element');

scrollableElement.addEventListener('scroll', () => {
  const scrollPosition = scrollableElement.scrollTop;
  const maxScroll = scrollableElement.scrollHeight - scrollableElement.clientHeight;
  const scrollPercentage = (scrollPosition / maxScroll) * 100;

  animatedElement.style.setProperty('--scroll-progress', scrollPercentage + '%');
});

            

              
                Copy
              
            
          

Sie können diese CSS-Variable dann in Ihrer Animation verwenden:

            @keyframes custom-animation {
  0% {
    transform: translateX(calc(var(--scroll-progress) * -1px));
  }
  100% {
    transform: translateX(calc(var(--scroll-progress) * 1px));
  }
}

.animated-element {
  --scroll-progress: 0%; /* Initial value */
  animation: custom-animation 1s linear forwards;
  animation-timeline: scroll-driven-timeline;
}

            

              
                Copy
              
            
          

3. Nutzung verschiedener Easing-Funktionen

Während animation-timing-function nicht direkt auf die Scroll-Timeline selbst anwendbar ist (da die Timeline durch den Scroll-Fortschritt und nicht durch die Zeit gesteuert wird), können Sie dennoch Easing-Funktionen innerhalb Ihrer @keyframes verwenden, um die Geschwindigkeit und den Rhythmus der Animation in verschiedenen Phasen zu steuern. Experimentieren Sie mit verschiedenen Easing-Funktionen wie ease-in, ease-out, ease-in-out oder sogar benutzerdefinierten kubischen Bézierkurven, um den gewünschten Effekt zu erzielen.

Browser-Kompatibilität und Fallbacks

Ende 2023 genießt @scroll-timeline eine relativ gute Browser-Unterstützung in modernen Browsern wie Chrome, Edge, Firefox und Safari. Es ist jedoch unerlässlich, den aktuellen Kompatibilitätsstatus auf Websites wie Can I use... zu überprüfen, bevor Sie es in der Produktion implementieren.

Für Browser, die @scroll-timeline nicht unterstützen, können Sie einen Fallback über traditionelle JavaScript-basierte Scroll-Event-Listener und Animationsbibliotheken wie GSAP (GreenSock Animation Platform) oder Anime.js bereitstellen. Sie können auch CSS-Feature-Queries (@supports) verwenden, um entweder die @scroll-timeline-basierten Animationen oder die JavaScript-basierten Fallbacks bedingt anzuwenden.

            @supports (animation-timeline: scroll()) {
  /* Apply @scroll-timeline-based animations */
  .animated-element {
    animation: fade-in 1s forwards;
    animation-timeline: my-scroll-timeline;
  }
} @else {
  /* Apply JavaScript-based fallback */
  .animated-element {
    /* Hide initially */
    opacity: 0;
  }

  /* (JavaScript code to detect scroll and apply opacity) */
}

            

              
                Copy
              
            
          

Überlegungen zur Barrierefreiheit

Bei der Verwendung von @scroll-timeline oder jeder Animationstechnik ist es entscheidend, die Barrierefreiheit zu berücksichtigen. Stellen Sie sicher, dass Ihre Animationen nicht verursachen:

• Anfälle: Vermeiden Sie flackernde oder sich schnell ändernde Animationen.
• Ablenkung: Bieten Sie Benutzern eine Möglichkeit, Animationen anzuhalten oder zu deaktivieren, insbesondere wenn sie lang oder ablenkend sind.
• Kognitive Überlastung: Verwenden Sie Animationen sparsam und stellen Sie sicher, dass sie einem klaren Zweck dienen, anstatt rein dekorativ zu sein.
• Reisekrankheit: Achten Sie auf Parallax-Effekte, da diese bei einigen Benutzern Reisekrankheit auslösen können.

Erwägen Sie, alternative Möglichkeiten zum Zugriff auf die durch Animationen dargestellten Informationen bereitzustellen, wie z.B. statische Inhalte oder beschreibenden Text. Verwenden Sie ARIA-Attribute, um assistiven Technologien semantische Bedeutung und Kontext zu geben.

Best Practices

Hier sind einige Best Practices, die Sie bei der Arbeit mit @scroll-timeline beachten sollten:

• Verwenden Sie aussagekräftige Timeline-Namen: Wählen Sie Timeline-Namen, die ihren Zweck klar angeben (z.B. parallax-background-timeline, reveal-section-timeline).
• Halten Sie Animationen performant: Optimieren Sie Ihre Animationen, um Leistungsengpässe zu vermeiden. Verwenden Sie nach Möglichkeit hardwarebeschleunigte CSS-Eigenschaften wie transform und opacity.
• Gründlich testen: Testen Sie Ihre Animationen auf verschiedenen Geräten und Browsern, um sicherzustellen, dass sie wie erwartet funktionieren und keine Probleme mit Zugänglichkeit oder Leistung verursachen.
• Einfach beginnen: Beginnen Sie mit einfachen Animationen und fügen Sie nach und nach Komplexität hinzu, wenn Sie Erfahrung sammeln.
• Berücksichtigen Sie die Benutzererfahrung: Stellen Sie sicher, dass Ihre Animationen die Benutzererfahrung verbessern und nicht beeinträchtigen. Vermeiden Sie übermäßig komplexe oder ablenkende Animationen.
• Verwenden Sie die CSS-Eigenschaft `animation-range`: Stellen Sie sicher, dass Animationen nur ausgelöst werden, wenn ein Element im Viewport sichtbar ist, um ein reibungsloses und vorhersehbares Erlebnis zu gewährleisten.

Fazit

@scroll-timeline ist eine leistungsstarke CSS-Funktion, die es Entwicklern ermöglicht, ansprechende und interaktive scroll-gesteuerte Animationen zu erstellen. Durch die Verknüpfung von Animationen mit dem Scroll-Verhalten des Benutzers können Sie natürlichere und reaktionsschnellere Weberlebnisse schaffen. Durch das Verständnis ihrer Syntax, Eigenschaften und fortgeschrittenen Techniken können Sie @scroll-timeline nutzen, um Ihre Webdesigns aufzuwerten und fesselnde Benutzererlebnisse zu schaffen. Denken Sie daran, Browser-Kompatibilität, Barrierefreiheit und Leistung bei der Implementierung von @scroll-timeline zu berücksichtigen und immer die Benutzererfahrung zu priorisieren.