開始使用 CSS 中的捲動式動畫

1. 事前準備

捲動驅動的動畫，可根據捲動容器的捲動位置控制動畫的播放。也就是說，當您向上或向下捲動時，動畫會向前或向後滑動。此外，透過捲動式動畫，您也可以根據元素在捲動容器中的位置控制動畫。這可讓你建立有趣的效果，例如視差背景圖片、捲動進度列，以及會在進入檢視畫面時顯示的圖片。

Chrome 115 的新功能支援一組 JavaScript 類別和 CSS 屬性，可讓您輕鬆建立宣告式捲動驅動動畫。這些新的 API 可與現有的 Web Animations 和 CSS Animations API 搭配使用。

本程式碼研究室將說明如何使用 CSS 建立捲動導向的動畫。完成本程式碼研究室後，您將熟悉這項令人期待功能導入的多項全新 CSS 屬性，例如 scroll-timeline、view-timeline、animation-timeline 和 animation-range。

注意：這個程式碼研究室不包含捲動導向動畫規格提供的 JavaScript 對應項目。

課程內容

• 如何在 CSS 中使用捲動時間軸建立視差背景效果。
• 如何在 CSS 中使用捲動時間軸建立進度列。
• 如何使用 CSS 中的檢視畫面時間軸功能製作圖片顯示效果。
• 如何在 CSS 中指定不同類型的檢視畫面時間軸範圍。

軟硬體需求

請準備下列其中一組裝置：

• ChromeOS、macOS 或 Windows 上的最新版 Chrome(115 以上版本)，並提供「實驗性 Web Platform 功能」旗標已設為 enabled
• 基本的 HTML 知識
• 對 CSS (尤其是 CSS 中的動畫) 有基本瞭解

2. 做好準備

這項專案所需的資料均位於 GitHub 存放區。如要開始使用，請複製程式碼，然後在慣用的開發環境中開啟。

1. 開啟新的瀏覽器分頁，然後前往 https://github.com/googlechromelabs/io23-scroll-driven-animations-codelab。
2. 複製存放區。
3. 在想用的 IDE 中開啟程式碼。
4. 執行 npm install 以安裝依附元件。
5. 執行 npm start 並前往 http://localhost:3000/。
6. 或者，如果尚未安裝 npm，請在 Chrome 中開啟 src/index.html 檔案。

3. 瞭解動畫時間軸

根據預設，附加到元素的動畫會在文件時間軸上執行。這表示當網頁載入時，動畫會隨著時間而逐漸快轉。這是預設動畫時間軸，截至目前為止，您只能使用這種時間軸。

透過捲動式動畫，您可以使用兩種新的時間軸：

• 捲動進度時間軸
• 查看進度時間軸

在 CSS 中，您可以使用 animation-timeline 屬性將這些時間軸附加至動畫。以下將介紹這些新時程的意義，以及彼此間的差異。

捲動進度時間軸

捲動進度時間軸是動畫時間軸，連結至捲動容器 (也稱為捲軸或捲軸) 與特定軸上的進度。這項功能會將捲動範圍內的位置轉換為進度百分比的進度。

起始捲動位置代表進度 0%，結束捲動位置則代表 100% 進度。在下圖中，請注意，當您向下捲動捲動器時，進度會從 0% 提高到 100%。

查看進度時間軸

這類時間軸會連結至捲動容器中特定元素的相對進度。如同捲動進度時間軸，系統也會追蹤捲軸的捲動偏移。與捲動進度時間軸不同，後者是捲軸內主題的相對位置，可以決定進度。這與 IntersectionObserver 類似，後者可以追蹤元素在捲動器中顯示的程度。如果捲動器看不到該元素，則該元素不會相交。如果出現在捲動器中，即使是最小部分也一樣，就會相交。

檢視畫面進度時間軸會從主題開始與捲動器互動的那一刻開始，並在主題停止與捲動器互動時結束。在下圖中，請注意，當主體進入捲動容器時，進度會從 0% 開始增加，並在離開捲動容器時達到 100%。

根據預設，連結至「檢視進度時間軸」的動畫會附加至整個範圍。會從主體進入捲軸的那一刻開始，並在主體離開捲軸時結束。

你也可以指定其附加範圍，將「觀看進度時間軸」連結到「觀看進度時間軸」的特定部分。例如當主題進入捲動器時。在下方的圖表中，當主體進入捲動容器時，進度從 0% 開始計時，但在完全相交的那一刻，到目前已經達到 100%。

可以查看的時間軸範圍可能是 cover、contain、entry、exit、entry-crossing 和 exit-crossing。我們稍後會在本程式碼研究室中說明這些範圍，但如果您已經等不及了，可以使用下列網址的工具查看每個範圍代表的意義：https://goo.gle/view-timeline-range-tool。

4. 製作視差背景效果

第一個新增至頁面的效果是主要背景圖片的視差背景效果。當您向下捲動頁面時，背景圖片應該會移動，但速度會不同。請務必使用捲動進度時間軸。

如要實作這項功能，請採取兩個步驟：

1. 建立可移動背景圖片位置的動畫。
2. 將動畫連結至文件的捲動進度。

建立動畫

1. 如要建立動畫，請使用一組一般的主要畫面格。然後將背景位置從 0% 垂直移動到 100%：

src/styles.css

@keyframes move-background {
  from {
    background-position: 50% 0%;
  }
  to {
    background-position: 50% 100%;
  }
}

2. 現在，請將下列主要畫面格附加至內文元素：

src/styles.css

body {
  animation: 1s linear move-background;
}

使用這個程式碼後，系統會將 move-background 動畫加入主體元素。其 animation-duration 屬性設為 1 秒，並使用 linear 加/減速。

注意：如果您儲存 CSS 檔案並在瀏覽器中查看網站，就會在網頁載入時看到背景移動。這是正常現象，因為你尚未附加捲動時間軸。動畫會在預設文件時間軸上執行。

使用匿名捲動進度時間軸，將動畫與根層級捲動進度建立連結

如要建立捲動進度時間軸，最簡單的做法是使用 scroll() 函式。這會建立匿名的捲動進度時間軸，您可以將該時間軸設為 animation-timeline 屬性的值。

scroll() 函式接受 <scroller> 和 <axis> 引數。

可接受的 <scroller> 引數值如下：

• nearest。使用最接近的祖系捲動容器 (預設)。
• root。使用文件可視區域做為捲動容器。
• self。使用元素本身做為捲動容器。

可接受的 <axis> 引數值如下：

• block。使用捲動容器區塊軸的進度測量指標 (預設值)。
• inline。使用捲動容器內嵌軸的進度測量指標。
• y。使用捲動容器 Y 軸的進度測量方式。
• x。使用捲動容器 X 軸的進度測量指標。

如要將動畫連結至區塊軸上的根捲動器，傳入 scroll() 的值為 root 和 block。兩邊的值是 scroll(root block)。

• 將 scroll(root block) 設為主體上的 animation-timeline 屬性值。
• 此外，由於以秒表示的 animation-duration 不合理，請將時間長度設為 auto。如未指定 animation-duration，系統會預設為 auto。

src/styles.css

body {
  animation: linear move-background;
  animation-duration: auto;
  animation-timeline: scroll(root block);
}

由於根捲動器也是最靠近主體元素的父項捲動器，因此您也可以使用 nearest 的值：

src/styles.css

body {
  animation: linear move-background;
  animation-duration: auto;
  animation-timeline: scroll(nearest block);
}

由於 nearest 和 block 是預設值，因此您還可以選擇略過它們。在這種情況下，程式碼可以簡化為如下：

src/styles.css

body {
  animation: linear move-background;
  animation-duration: auto;
  animation-timeline: scroll();
}

驗證您的變更

如果一切順利，您現在應該會看到：

如果沒有，請查看程式碼的 solution-step-1 分支版本。

5. 建立圖片庫的進度列

網頁上是橫向的輪轉介面，需要使用進度列才能指出您正在查看的相片。

輪轉介面的標記如下所示：

src/index.html

<div class="gallery">
  <div class="gallery__scrollcontainer" style="--num-images: 3;">
    <div class="gallery__progress"></div>
    <div class="gallery__entry">
      ...
    </div>
    <div class="gallery__entry">
      ...
    </div>
    <div class="gallery__entry">
      ...
    </div>
  </div>
</div>

進度列的主要畫面格已經設定完成，如下所示：

src/styles.css

@keyframes adjust-progress {
  from {
    transform: scaleX(calc(1 / var(--num-images)));
  }
  to {
    transform: scaleX(1);
  }
}

注意：這組主要畫面格會根據 .gallery__scrollcontainer 包含的 .gallery__entry 元素數量，設定起始 scaleX()。此方法是由捲動器樣式屬性中的 --num-children 自訂屬性提供。這樣捲軸在動畫開始播放時會以特定寬度顯示。舉例來說，如果捲動容器含有四個元素，進度列的開始寬度便應為 25%，如圖 4 所示。

此動畫需要附加至 。gallery__progress 元素，其中包含捲動進度時間軸。如上一個步驟所示，您可以使用 scroll() 函式建立匿名捲動進度時間軸：

src/styles.css

.gallery__progress {
  animation: linear adjust-progress;
  animation-duration: auto;
  animation-timeline: scroll(nearest inline);
}

雖然這段程式碼看似運作正常，但這並不因為自動捲動容器使用 nearest 查詢的運作方式。查詢距離最近的捲軸時，元素只會考慮可能影響其位置的元素。由於 .gallery__progress 採用絕對位置，因此決定其位置的第一個父項元素是套用 position: relative 的 .gallery 元素。也就是說，系統不會在進行自動查詢時考量 .gallery__scrollcontainer 元素 (也就是需要指定的捲動器)。

如要解決這個問題，請在 .gallery__scrollcontainer 元素上建立名為「捲動進度」的時間軸，然後將 .gallery__progress 與該名稱連結。

建立及連結已命名的捲動進度時間軸

如要為元素建立已命名的捲動進度時間軸，請將捲動容器的 scroll-timeline-name CSS 屬性設為偏好的值。值的開頭必須是 --。

由於圖片庫會水平捲動，因此您也需要設定 scroll-timeline-axis 屬性。允許的值與 scroll() 的 <axis> 引數相同。

最後，如要將動畫連結至捲動進度時間軸，請針對要採用動畫效果的元素設定 animation-timeline 屬性，並將其值設為與 scroll-timeline-name 所使用的 ID 相同的值。

• 變更 styles.css 檔案，加入以下內容：

src/styles.css

.gallery__scrollcontainer {
  /* Create the gallery-is-scrolling timeline */
  scroll-timeline-name: --gallery-is-scrolling;
  scroll-timeline-axis: inline;
}

.gallery__progress {
  animation: linear adjust-progress;
  animation-duration: auto;
  /* Set gallery-is-scrolling as the timeline */
  animation-timeline: --gallery-is-scrolling;
}

驗證您的變更

如果一切順利，您現在應該會看到：

如果沒有，請查看程式碼的 solution-step-2 分支版本。

6. 在圖片庫中進入及離開捲動式區域時，以動畫呈現他們

在圖庫圖片中淡出

設定匿名觀看進度時間軸

為圖片庫中的圖片淡出效果，是新增相片的另一個好處，就是在圖片進入檢視畫面時淡出。如要這麼做，你可以使用「查看進度時間軸」。

如要建立觀看進度時間軸，可以使用 view() 函式。系統接受的引數為 <axis> 和 <view-timeline-inset>。

• <axis> 與捲動進度時間軸相同，且會定義要追蹤的軸。
• 使用 <view-timeline-inset> 時，您可以指定偏移 (正或負)，在系統判定元素是否屬於檢視畫面中時，調整邊界。

注意：檢視畫面時間軸的 <scroller> 會一律透過最接近的父項捲動器進行追蹤，因此無法判斷檢視畫面的時間軸。

• 主要畫面格已經設定妥當，您現在只需附加主要畫面格。方法是為每個 .gallery__entry 元素建立「觀看進度時間軸」。

src/styles.css

@keyframes animate-in {
  from {
    opacity: 0;
    clip-path: inset(50% 0% 50% 0%);
  }
  to {
    opacity: 1;
    clip-path: inset(0% 0% 0% 0%);
  }
}

.gallery__entry {
  animation: linear animate-in;
  animation-duration: auto;
  animation-timeline: view(inline);
}

注意：使用 view() 即可建立匿名觀看進度時間軸。就像建立已命名的捲動進度時間軸，您也可以利用專屬屬性建立名為「查看進度時間軸」的具體方式。屬性為 view-timeline-name 和 view-timeline-axis。這些工作與 scroll-timeline-* 的對應項目類似。

限制觀看進度時間軸範圍

如果您在儲存 CSS 並載入頁面後，發現元素淡入，但看起來有點像什麼樣子。當它們完全離開檢視畫面時，一開始會在不透明度 0 開始，並在完全退出時，以 1 的不透明度結束。

這是因為「觀看進度時間軸」的預設範圍是完整範圍。這就是「cover」範圍。

1. 如果只要指定主題的 entry 範圍，請使用 animation-range CSS 屬性來限制動畫的放送時間。

src/styles.css

.gallery__entry {
  animation: linear fade-in;
  animation-duration: auto;
  animation-timeline: view(inline);
  animation-range: entry 0% entry 100%;
}

動畫現在會從 entry 0% (主題即將進入捲動器) 執行至 entry 100% (主題已完全進入捲動器)。

以下是可能的檢視時間軸範圍：

• cover。代表檢視進度時間軸的完整範圍。
• entry。代表主體方塊進入檢視進度瀏覽權限範圍的範圍。
• exit。代表主體方塊離開檢視進度瀏覽權限範圍的範圍。
• entry-crossing。代表主要方塊跨越終點框線的範圍。
• exit-crossing。代表主要方塊跨越起始框線邊緣的範圍。
• contain。代表在捲軸內的檢視進度瀏覽權限範圍，主體方塊完全被納入或完全覆蓋的範圍。這取決於拍攝主體是否高度高於或低於捲動器。

使用下列網址中的工具：https://goo.gle/view-timeline-range-tool，瞭解每個範圍代表的意義，以及百分比對開始和結束位置的影響。

注意：您可以特別為開始和結束 animation-range 指定不同的範圍。

2. 由於此處的開始和結束範圍相同，而且系統會使用預設偏移，因此請將 animation-range 簡化為單一動畫範圍名稱：

src/styles.css

.gallery__entry {
  animation: linear animate-in;
  animation-duration: auto;
  animation-timeline: view(inline);
  animation-range: entry;
}

將圖片庫圖片淡出

• 如要在圖片離開捲動器時淡出圖片，可以按照與動畫效果動畫相同的做法，但指定不同的範圍。

src/styles.css

@keyframes animate-out {
  from {
    opacity: 1;
    clip-path: inset(0% 0% 0% 0%);
  }
  to {
    opacity: 0;
    clip-path: inset(50% 0% 50% 0%);
  }
}

.gallery__entry {
  animation: linear animate-in, linear animate-out;
  animation-duration: auto;
  animation-timeline: view(inline);
  animation-range: entry, exit;
}

animate-in 主要畫面格會套用至 entry 範圍，animate-out 主要畫面格則套用至 exit 範圍。

驗證您的變更

如果一切順利，您現在應該會看到：

如果沒有，請查看程式碼的 solution-step-3 分支版本。

7. 使用一組主要畫面格，在圖片庫圖片進入及離開捲軸的位置加入動畫效果

一組主要畫面格的情況

您無需將兩個動畫附加至不同的範圍，而是可以建立一組含有範圍資訊的主要畫面格，

主要畫面格的形狀如下所示：

@keyframes keyframes-name {
  range-name range-offset {
    ...
  }
  range-name range-offset {
    ...
  }
}

1. 依照下列方式合併淡入和淡出的主要畫面格：

src/styles.css

@keyframes animate-in-and-out {
  entry 0% {
    opacity: 0;
    clip-path: inset(50% 0% 50% 0%);
  }
  entry 90% {
    opacity: 1;
    clip-path: inset(0% 0% 0% 0%);
  }

  exit 10% {
    opacity: 1;
    clip-path: inset(0% 0% 0% 0%);
  }
  exit 100% {
    opacity: 0;
    clip-path: inset(50% 0% 50% 0%);
  }
}

2. 當主要畫面格資訊顯示範圍資訊時，您就不必再個別指定 animation-range。附加主要畫面格做為 animation 屬性。

src/styles.css

.gallery__entry {
  animation: linear animate-in-and-out both;
  animation-duration: auto;
  animation-timeline: view(inline);
}

驗證您的變更

如果一切順利，您應該會看到與上一個步驟相同的結果。如果沒有，請查看程式碼的 solution-step-4 分支版本。

8. 恭喜！

您已完成本程式碼研究室，現在瞭解如何在 CSS 中建立捲動進度時間軸和查看進度時間軸！

瞭解詳情

資源：

• 使用捲動導向的動畫，為捲動的元素加上動畫效果
• 查看時間軸範圍視覺化工具
• 網路動畫新功能 (2023 年 Google I/O 大會)