深聊界面設計中的動畫原理

 　　這篇文章是關於變速過渡效果的，看似簡單，但真正想讓動畫自然流暢，還需要深入了解動畫的基本原理。今天我們將會逐步學習：基本概念、探討加速減速，拆解緩沖曲線，最終學會運用到界面設計中。

　　你認為這兩個球在做什麼?

　　綠球彈跳很明顯，但是紅球在怎樣運動?當然，它像綠球一樣上下運動，落下和彈起所用的時間和綠球一樣。然而，紅球感覺很機械，而綠球讓人感覺它確實在彈跳。為什麼我們會有這種感受上的差異呢?

　　答案是變速過渡效果(Easing)。

　　1、 時間和空間位移 （Timing and Spacing）

　　首先，我們需要理解兩個重要的概念——時間和空間，二者是緊密相關、密不可分的。為了使動畫更有可讀性，他們至關重要。

　　注：“可讀性”是說動畫繪制者如何定義動畫的精准度，用來清晰而容易地理解正在發生的事情。例如：不可讀=不清楚發生的事情很易讀=它非常清楚，立刻能懂

　　時間

　　在案例中，兩個球在同一頂端同時落下，0.5秒到達地面， 1秒回到原位。這是球的時間 - 完成一個動作所用的時間耗時。兩個球耗時相同，但是，等等……兩個球都是1秒的動畫，為什麼感覺如此不同呢?

　　空間位移

　　這是使兩個動畫完全不同的關鍵區別。讓我們把第一個0.5秒的動畫分解為較小的時間單位，這樣我們可以更清楚地觀察發生了什麼。如果我們把每0.1秒球的位置進行標記，我們可以得到這張圖：

　　看到兩個時間單元之間的距離了嘛?這就是空間位移。很容易的東西，對嗎?時間是耗時，空間是位移!

　　讓我們來看紅球的間距 ，非常均勻。每經過0.1秒，它就移動完全相同的距離。在運動中完全沒有任何變化。然而，綠球每0.1秒都有不同的間隔。在第一個0.1s，它只移動非常小的間距，當它掉下來，間距變得越來越大，直到它終於打到地面。事實上，它耗費了0.4秒來完成前半程，僅用了0.1秒完成後半程!

　　所以，問題來了，為什麼要用這樣的方式加長每秒的間距呢?

　　觀察顯示世界

　　觀察彈跳一個球時會發生什麼。自己嘗試一下或者觀察一些YouTube上的相關視頻。我發現兩個問題：慢放的彈跳球和網球彈跳球。

　　彈跳背後的物理理論：

　　球剛開始被放開的時候，它有一個相對緩慢的速度。在重力的作用下，球的速度持續增長，直到接觸地面的那一刻速度達到最大。地面給球反作用力，使它以幾乎相同的速度反彈回去。當球移動時，兩種力量作用正在球上 - 反彈的力、想把它拉下來的重力。反彈的力量正在慢慢釋放，這使得球隨著升高逐漸減低速度，直到它耗費掉所有的反作用力，最終到達反彈的最高點。它在頂部停留一微秒，直到重力把它拉下來，使它像之前一樣加速下降。我用言語來描述這句話是有原因的。我們試著將一種自然行為分解為具體的步驟，這樣我們就可以重新創造它。

　　有些關鍵的注意事項：

　　1、當球在頂部，它是緩慢的。隨著下降，它的速度隨之增加。

　　2、在彈回來的時候，開始時球的速度很快。到達頂點時，速度就慢下來了。

　　3、在同一時間內，當球速很快時，位移會很長，當球速變慢時，位移就少得多。

　　最後那句話聽起來多余，但這正是我們感興趣的：一個速度快的物體在一個單位時間內移動了很長的距離，而慢的物體在相同時間內覆蓋較短的距離。

　　應用我們觀察到的結論

　　讓我們把這個概念應用到動畫中。再看一下位移圖。在頂部間距小，每0.1s逐漸增加間距，最後，在底部達到最大間距。這正是我們在之前的研究中所看到的。我們簡單地把這一原則“復制”到綠球，返回的時候進行逆向應用，瞧 ，這是個 彈跳的球!

　　注：不要羞於“照搬”大自然。你的觀眾會更快地與動畫關聯起來，從而更容易讀懂動畫。

　　讓我們再看一次紅球，為什麼一點兒不覺得紅球在彈跳?在理解了一個彈跳球的物理原理後，這個問題就變得很清楚。每0.1秒內紅球移動了相同的距離，但是從研究中我們知道：一個跳躍的球不會像那樣移動。因為，它沒有像彈跳球一樣運動，看上去也感覺不像彈跳球。

　　那麼，能有什麼會像紅球以同樣如此精准的時間、精確的間距進行運動呢?當然，機械機器人!紅球在“復制”機械機器人的間距。換句話說，因為它像機器人一樣運動，它就讓人感覺很機械。道理真的很簡單!

　　小結

　　聽眾會不自覺地把動畫和他們已知的東西關聯起來。如果動畫讓人聯想到周圍的世界，它會看上去很自然。如果它讓人聯想到機器人，它會感覺很機械。如果它讓人聯想不到任何東西，就意味著動畫看上去“很奇怪”。

　　2、 漸快與漸慢 （Ease-in and Ease-out）

　　現在你知道我們為什麼為跳躍的球設置不均勻的間距了。這種不均勻間距的技術術語叫做變速過渡效果。根據你將它用於動畫開始還是結束，它被稱為漸快或漸慢。

　　漸快

　　當球以慢速開始並積累速度時，這一過程被稱為漸快。

　　漸慢

　　當球以快速開始並降低速度時，這一過程被稱為漸慢。

　　為了理解緩沖這一詞的定義，我們已經查找了大量理論!

　　注意：這一術語有可能與其它術語混淆。如果你正在閱讀傳統的卡通書，例如迪斯尼的《生命的幻象》或《動畫師的生存工具》，那麼這些書會告訴你，當一個物體開始減速然後加速時，這一過程被稱為漸慢(ease-out)，因為它的姿態在“緩慢輸出”。但是，在軟件產業(CSS動畫，Adobe Edge等)，這一過程被稱為漸快(ease in)!我不確定這一不同之處是怎麼來的，但是不幸的是，這就是它的形成過程。所以，當你在閱讀一篇文章時，而這篇文章把它們把“漸快”稱為“漸慢”，那麼不要覺得困惑。看一眼你所在的網站你就懂了:D。

　　閱讀變速過渡的曲線圖

　　你會注意到，當你打開軟件包的時候，漸進的功能不會為你展示像上圖那樣線性的層次。相反，你會得到這樣的曲線：

　　那麼，這一曲線與我們到目前為止談論的一切事情有什麼關系呢?讓我們將曲線畫在圖表上，然後看看我們最終畫出了什麼。這只是基礎數學而已——我們(應該)在學校裡已經學過了。

　　這是我們的圖表——我們將要沿著x軸繪制時間，y軸繪制球的位置。為了方便起見，我們選擇了4個單位x軸，表示0.1秒，選擇1個單位y軸表示球在垂直運動中的10個像素。(圖6)

　　我測量了紅球的運動，並記錄了每經過0.1秒時y的位置。這裡是記錄的值：

　　時間 Y軸的位置(秒) : (像素)—————-0.0 : 00.1 : 34

　　0.2 : 68

　　0.3 : 102

　　0.4 : 136

　　0.5 : 170

　　我們注意到，每經過0.1秒，紅球正好移動了34個像素。如果我們把這一過程繪制在圖表上，並連點成線，我們就會得到一條直線。我們突然發現，這就是你在大多數軟件中看到的線性漸變圖形。

　　現在，讓我們對綠球做相同處理。

　　時間 Y軸的位置(秒) : (像素)—————-0.0 : 00.1 : 2

　　0.2 : 10

　　0.3 : 36

　　0.4 : 87

　　0.5 : 170

　　我得到的值是：每0.1秒，球在垂直位置的變化量都會不同。開始時，它的變化很小(只有2個像素)，然後緩慢增加。在最後0.1秒，它增加了高達83個像素。在圖表上繪制這些點，我們得到了這條曲線。

　　現在這幅圖看起來熟悉嗎?這就是那些圖標的由來。它們表示變化率，或者我們現在已經了解的間隔。

　　注意：你會在軟件中看到更多用於設置緩沖的選項，例如二次的、三次的、四次的等等。它們只是緩和程度更高的選擇，但是概念是相同的。只需記住——緩和的程度越高，你就會得到更多的緩和度。

　　3、 變速過渡效果應用在 UI 設計中

　　最後，讓我們看看這些怎麼用在UI設計中。

　　並不是規則，