動效設(shè)計的物理法則及應(yīng)用

時間：2022-05-29 13:54:02 | 來源：網(wǎng)絡(luò)營銷

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動效作為當今提升網(wǎng)頁感官效果的利器，在各種類型的網(wǎng)頁中已經(jīng)全面開花，如何做到自然流暢讓用戶感覺舒適的動畫效果呢？今天就來跟大家聊一聊動效設(shè)計的物理法則，以及它是如何應(yīng)用的。

首先，先跟大家介紹一句大師的金句，迪士尼動畫大師格里穆·乃特維克曾經(jīng)說過：動畫的一切皆在于時間點和空間幅度。

動畫制作和動效設(shè)計是本質(zhì)相通的，我們需要為用戶建立一種“視覺的真實”，即動作是可信的，我們需要獲得的不是照搬線下場景的寫實主義，而是“可信度”，要讓用戶感知到這個動作是成立的，這里，就要搬出高大上的物理學(xué)了！

物理學(xué)四大基本力——萬有引力、電磁相互作用力、弱相互作用力、強相互作用力，我們在現(xiàn)實生活中能夠感知到的基本上都源自萬有引力，換句話說，用戶在現(xiàn)實生活中建立的動作經(jīng)驗，皆源于物體的“重量感”，要分析萬有引力，就得翻出牛頓的牛頓第一定律章節(jié)了。

1、牛頓第一定律

根據(jù)牛頓第一定律——慣性定律，任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)，直到外力迫使它改變運動狀態(tài)為止，說白了，就是不考慮任何力的作用的物體運動，其速度大小和方向是沒有任何變化的，用公式表示如下：

通過以上公式我們可以繪制出勻速直線運動的位移-時間曲線：

應(yīng)用到網(wǎng)頁設(shè)計中，為了實現(xiàn)過渡效果，我們必須模擬出頁面區(qū)塊的位移-時間曲線，對于運動拆解分析得到的分段曲線，可以運用計算機圖形圖像造型的基本工具——貝塞爾曲線繪制出來，調(diào)用CSS3 animation-timing-function 屬性中的貝塞爾曲線繪制函數(shù)cubic-bezier可以輕松的用程序模擬運動軌跡。

例如上圖所示的貝塞爾曲線可以用四個點來定義，其中P0、P3是固定的點，它們的坐標值是默認的[0,0],[1,1]。P1、P2兩點則用來控制曲線的形狀和曲率，PS中的鋼筆工具的錨點具有相同功能，這兩個控制點的坐標值是需要我們通過cubic-bezier(x1, y1, x2, y2)自定義的，范圍在[0, 1]，對于勻速直線運動，將運動時間設(shè)置為1s，通過cubic-bezier模擬運動如下：

linear動畫從頭到尾的速度是相同的，應(yīng)用到網(wǎng)頁的banner區(qū)域切換動效中的效果（動圖需加載）：

感覺不是很自然，由于空氣阻力的存在，程序模擬的勻速直線運動在現(xiàn)實生活中是很難實現(xiàn)的，因此對于這樣一個用戶平時很少感知到的運動是很難建立信任感的，這樣的勻速直線運動也是我們在進行動效設(shè)計時需要極力避免的，考慮到需要分析物體運動的受力情況，我們借助牛頓第二定律來拆解運動。

2、牛頓第二定律

根據(jù)牛頓第二定律——物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同，當物體持續(xù)受到一個不變的力的作用時，它將做勻加速直線運動，用公式表示：

繪制出勻加速直線運動的位移-時間曲線：

通過cubic-bezier模擬運動如下：

ease-in 動畫從低速開始，逐漸加速，收尾態(tài)速度最快，應(yīng)用效果：

開始狀態(tài)符合靜止物體開始運動的物理規(guī)律，但是收尾態(tài)不太符合，物體在結(jié)束運動之前速度是整個運動過程中最快的，這是不合邏輯的，如果我們讓收尾狀態(tài)符合物理法則，那么就是需要讓物體減速下來，勻減速運動的公式如下：

繪制出勻加速直線運動的位移-時間曲線：

通過cubic-bezier模擬運動如下：

ease-out 動畫從高速開始，以低速結(jié)束，應(yīng)用效果：

模擬的是物體收到一個持續(xù)時間很短的推力作用后自然滑行并慢慢停止的過程，在本應(yīng)用場景使用這種效果是比較合適的，banner圖片剛開始切換運動時，需要用一個比較快的速度來吸引用戶的注意力“嗨！這兒有新的信息！”，在快要抵達最終位置的時候，需要逐漸慢下來，因為此時用戶已經(jīng)將注意力轉(zhuǎn)移到新的banner圖上了，用戶需要的是這一區(qū)塊逐漸慢下來好看清楚上面的內(nèi)容，獲取信息（之前，我曾在億企邦《移動場景下不同類型的圖像處理應(yīng)用設(shè)計》的一文有提過，有興趣的朋友可以結(jié)合實際情況看下）。

如果想要讓banner圖片在起始階段也是柔和地出現(xiàn)，可以緩入緩出一起使用，位移-時間曲線：

通過cubic-bezier模擬運動如下：

ease-in-out 動畫從低速開始，以低速結(jié)束，應(yīng)用效果：

切換效果非常的柔和，也就是我們常說的“緩入緩出”。

3、賦予材質(zhì)——速度、形變和反饋

好的動效在滿足了基本的物理原則之后還有很多“材質(zhì)”上的細節(jié)補充，主要有速度、形變和反饋這三個方面，如果我們想要給上面的案例加上一點重量感，也就是讓物體看上去“有質(zhì)量”，可以再速度上做一點文章，調(diào)節(jié)一下運動曲線：

通過cubic-bezier模擬運動：

ease動畫從低速開始，動畫以低速開始，然后加快，在結(jié)束前變慢，應(yīng)用效果：

我們可以用這種開始態(tài)和結(jié)束態(tài)絕對值不等的加速度讓運動產(chǎn)生“粘滯感”，可以讓運動的區(qū)塊產(chǎn)生更加真實的互動效果。

但是另一方面，不對等的加速和減速過程有可能會讓動效產(chǎn)生拖泥帶水、不干脆的感覺，具體應(yīng)用還是要具體情況具體分析。

做到對物體運動過程的拆解分析再程序模擬之后，我們還可以對運動物體的形狀上花一些小心思，通過物體形變和運動的反饋效果可以為物體賦予“材質(zhì)”，來看幾個不錯的Web動效案例：

采用ease-out的參數(shù)設(shè)置，使得所有元素迅速進入用戶視線，又緩慢到達目標位置，動畫流暢自然，如下圖所示：

通過形變的設(shè)置，使得不同高度的柱狀圖形變會顯得很有彈性，仔細看該網(wǎng)頁表現(xiàn)的都是“Top”的數(shù)據(jù)，為柱狀圖賦予彈性效果也是非常符合其所表現(xiàn)的數(shù)據(jù)“情緒”的，整個頁面都會顯得趣味生動，如下圖所示：

另外，通過下拉框的反彈效果現(xiàn)實區(qū)塊的“窗簾”設(shè)計，運動反饋也可以為網(wǎng)頁元素賦予材質(zhì)。

本文主要分析的案例集中在網(wǎng)頁動效當中運用最廣泛的線性運動，對于基本動效的其他動作，如縮放、旋轉(zhuǎn)、不透明度等等效果的變化，其本質(zhì)上是相通的，結(jié)合物理法則的分析實踐均可以做出自然流暢的效果，在此，億企邦也總結(jié)一下應(yīng)用流程：

（1）、分析具體內(nèi)容區(qū)塊的運動，結(jié)合需求本身繪制出區(qū)塊運動的運動數(shù)值-運動時間曲線。

（2）、拆解曲線，運用貝塞爾曲線模擬運動。

（3）、通過速度調(diào)整、材質(zhì)形狀變化和運動反饋來為區(qū)塊賦予動效豐富的細節(jié)。

億企邦點評：

動效設(shè)計可以拓展空間內(nèi)容，簡化引導(dǎo)流程，降低學(xué)習成本，更重要的是給用戶帶來意想不到的驚喜，它就像人類的肢體語言，通過肢體語言傳達更多的抽象信息和性格展現(xiàn)。

在全民扁平化的設(shè)計趨勢中，相信動效會為設(shè)計帶來更多的可能和驚喜，設(shè)計師們又多了一片可發(fā)揮的領(lǐng)域，各位加油吧！