CSS 滚动时间线速度：掌握基于滚动速度的动画

在不断发展的 Web 开发领域，创建引人入胜且性能卓越的用户体验至关重要。CSS 滚动时间线提供了一种强大的方式，可以将动画与元素的滚动位置同步，从而带来无缝的交互感。更进一步，滚动时间线速度 (Scroll Timeline Velocity) 不仅允许动画由滚动位置驱动，还可以由用户的滚动速度驱动。这为创建能够真正响应用户输入的动态和响应式用户界面开辟了激动人心的可能性。

理解 CSS 滚动时间线

在深入探讨滚动时间线速度之前，让我们先回顾一下 CSS 滚动时间线的基础知识。滚动时间线本质上是将一个可滚动容器的进度映射到一个动画的时间线上。随着用户的滚动，动画也会相应地进行。

这是一个基础示例：

            .element {
  animation: scroll-animation 5s linear;
  animation-timeline: scroll(root);
  animation-range: entry 25% cover 75%;
}

@keyframes scroll-animation {
  from { transform: translateX(-100%); opacity: 0; }
  to { transform: translateX(0); opacity: 1; }
}
            

              
                Copy
              
            
          

在这个例子中：

• animation-timeline: scroll(root); 告诉动画使用根滚动条作为时间线。
• animation-range: entry 25% cover 75%; 指定驱动动画的滚动区域部分。当元素进入视口的 25% 时动画开始，当元素覆盖视口的 75% 时动画完成。

这创建了一个简单的动画，当用户向下滚动页面时，元素会移入视野。这对于基本效果来说很棒，但如果我们想创建能响应滚动速度的动画呢？

介绍滚动时间线速度

滚动时间线速度通过允许动画由滚动速度驱动，将 CSS 滚动时间线提升到了一个新的水平。这使得更动态、更引人入胜的交互成为可能。想象一下，一个视差效果，其背景移动的快慢取决于用户滚动的速度；或者一个元素随着用户加速滚动而放大。

不幸的是，用于访问滚动速度的直接 CSS 属性尚未在所有浏览器中得到广泛支持。因此，我们通常需要利用 JavaScript 来计算滚动速度，然后将其应用于我们的 CSS 动画。

使用 JavaScript 实现滚动时间线速度

以下是使用 JavaScript 实现滚动时间线速度的分步指南：

第 1 步：计算滚动速度

首先，我们需要计算滚动速度。我们可以通过跟踪滚动位置随时间的变化并计算其差值来实现。这里有一个基本的 JavaScript 函数可以实现这一点：

            function calculateScrollVelocity() {
  let lastScrollPosition = window.scrollY;
  let lastTimestamp = performance.now();
  let velocity = 0;

  function updateVelocity() {
    const currentScrollPosition = window.scrollY;
    const currentTimestamp = performance.now();

    const timeDiff = currentTimestamp - lastTimestamp;
    const scrollDiff = currentScrollPosition - lastScrollPosition;

    velocity = scrollDiff / timeDiff;

    lastScrollPosition = currentScrollPosition;
    lastTimestamp = currentTimestamp;

    requestAnimationFrame(updateVelocity);
  }

  updateVelocity();
  return {
    getVelocity: () => velocity
  };
}

const scrollVelocity = calculateScrollVelocity();
            

              
                Copy
              
            
          

这段代码：

• 初始化变量以存储最后的滚动位置、时间戳和速度。
• 使用 requestAnimationFrame 在每一帧高效地更新速度。
• 通过将滚动位置的变化量除以时间的变化量来计算速度。

第 2 步：将速度应用于 CSS 变量

接下来，我们需要将计算出的速度传递给 CSS，以便在动画中使用。我们可以使用 CSS 变量（自定义属性）来实现这一点。

            const root = document.documentElement;

function updateCSSVariable() {
  const velocity = scrollVelocity.getVelocity();
  root.style.setProperty('--scroll-velocity', velocity);
  requestAnimationFrame(updateCSSVariable);
}

updateCSSVariable();
            

              
                Copy
              
            
          

这段代码：

• 获取文档的根元素 (:root)。
• 使用 setProperty 将 --scroll-velocity CSS 变量的值设置为计算出的速度。
• 使用 requestAnimationFrame 在每一帧高效地更新 CSS 变量。

第 3 步：在动画中使用 CSS 变量

既然我们已经将滚动速度作为 CSS 变量，我们就可以用它来控制我们的动画。例如，我们可以调整视差背景的速度：

            .parallax-background {
  background-position: center calc(var(--scroll-velocity) * 100px);
  background-repeat: repeat;
  height: 500px;
}

            

              
                Copy
              
            
          

在这个例子中，background-position 根据 --scroll-velocity 变量进行更新。用户滚动越快，背景移动越快，从而创造出动态的视差效果。

实际示例与用例

滚动时间线速度可以用于多种创造性的方式来增强用户体验。以下是一些示例：

1. 动态视差效果

如前所述，滚动时间线速度可用于创建更具吸引力的视差效果。背景可以根据用户的滚动速度移动得更快或更慢，而不是固定的视差速度。这创造了一种更自然、更具响应性的感觉。

2. 速度敏感的元素缩放

想象一个元素根据滚动速度放大或缩小。这可以用来突出重要信息或创造一种纵深感。例如：

            .zoom-element {
  transform: scale(calc(1 + var(--scroll-velocity) * 0.5));
  transition: transform 0.1s ease-out; /* Add smooth transition */
}
            

              
                Copy
              
            
          

这段代码根据 --scroll-velocity 缩放元素。transition 属性确保了平滑的缩放效果。

3. 可变速度的进度指示器

你可以创建一个进度指示器，当用户快速滚动时它移动得更快，慢速滚动时移动得更慢，而不是使用线性的进度条。这能让用户更准确地感知他们在内容中的进度。

4. 交互式教程和指南

滚动速度可以用来控制交互式教程的节奏。例如，根据用户的滚动速度显示步骤或提示。慢速滚动可以暂停教程，留出更多时间阅读说明，而快速滚动则可以跳过步骤或快速揭示内容。

优化性能

在使用滚动时间线速度时，性能至关重要。在每一帧计算滚动速度和更新 CSS 变量可能会有很大的计算开销。以下是一些优化性能的技巧：

• 防抖或节流 (Debouncing or Throttling): 使用防抖或节流技术来限制 updateCSSVariable 函数的调用频率。这可以显著减少每秒执行的计算和更新次数。
• 优化动画属性: 使用已知对动画性能友好的 CSS 属性，如 transform 和 opacity。避免使用会触发布局重排的属性，如 width 和 height。
• 硬件加速: 使用 will-change 属性确保动画得到硬件加速。例如：

            .animated-element {
  will-change: transform;
}
            

              
                Copy
              
            
          

• 适当使用 requestAnimationFrame: 依赖 requestAnimationFrame 来实现与浏览器刷新率同步的平滑高效的更新。

无障碍性考量

与任何动画一样，在使用滚动时间线速度时，考虑无障碍性非常重要。过多或分散注意力的动画可能会对患有前庭障碍或其他敏感症的用户造成困扰。

• 提供禁用动画的控件: 如果用户觉得动画分散注意力或令人迷失方向，应允许他们禁用动画。这可以通过一个简单的复选框来实现，该复选框可切换 body 元素上的一个 CSS 类。
• 使用微妙的动画: 避免过于突兀或花哨的动画。微妙的动画不太可能给敏感用户带来问题。
• 确保动画不传达关键信息: 不要仅仅依赖动画来传达重要信息。确保这些信息也以文本或其他无障碍格式提供。
• 使用辅助技术进行测试: 使用屏幕阅读器和其他辅助技术测试您的动画，以确保所有用户都能访问。

浏览器兼容性与 Polyfill

虽然 CSS 滚动时间线和滚动驱动动画的概念正逐渐普及，但浏览器支持情况可能有所不同。检查兼容性表格（如 caniuse.com 上的表格）并考虑在必要时使用 polyfill 以确保您的动画在不同浏览器和设备上都能正常工作，这一点至关重要。

滚动驱动动画的未来

滚动驱动动画的未来一片光明。随着浏览器对 CSS 滚动时间线及相关功能的支持不断完善，我们可以期待看到更多富有创意和吸引力的用户界面。CSS 中对滚动速度属性的原生支持将进一步简化实现并提高性能。

结论

CSS 滚动时间线速度提供了一种强大的方法来创建能够响应滚动速度的动态和响应式用户界面。通过利用 JavaScript 计算滚动速度并将其应用于 CSS 变量，您可以创建各种引人入生的效果，从动态视差背景到速度敏感的元素缩放。请记住优化性能并考虑无障碍性，以确保您的动画既吸引人又具包容性。随着滚动驱动动画技术的发展，与时俱进将使您能够打造引人入胜、令人愉悦的 Web 体验。

资源

• MDN Web Docs: animation-timeline
• Chrome 开发者：滚动驱动动画