案例研究 - 20thingsilearned.com 上的翻页效果

Hakim El Hattab

简介

2010 年，F-i.com 与 Google Chrome 团队合作开发了一款名为“20 Things I Learned about Browsers and the Web”（我学到的 20 个浏览器和网络知识）的基于 HTML5 的教育类 Web 应用 (www.20thingsilearned.com)。该项目背后的一项关键理念是，最好在图书情境中呈现。由于本书的内容与开放 Web 技术密切相关，因此我们认为，通过将容器本身作为这些技术目前可实现的示例，以此来体现这些技术的优势非常重要。

我们认为，要想获得真实图书的感觉，最好的方法是模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟模拟我们投入了大量精力来对阅读流程进行图形化和互动处理，尤其是图书页面如何从一页翻到另一页。

使用入门

本教程将引导您使用画布元素和大量 JavaScript 创建自己的翻页效果。本文中的代码段省略了一些基本代码（例如变量声明和事件监听器订阅），因此请务必参考可运行的示例。

在开始之前，最好先查看演示版，了解我们要构建的是什么。

Markup

请务必注意，我们在画布上绘制的内容无法被搜索引擎编入索引，也无法被访问者选择或通过浏览器内搜索找到。因此，我们将要处理的内容会直接放入 DOM，然后由 JavaScript（如果可用）进行操作。所需的标记非常少：

<div id='book'>
<canvas id='pageflip-canvas'></canvas>
<div id='pages'>
<section>
    <div> <!-- Any type of contents here --> </div>
</section>
<!-- More <section>s here -->
</div>
</div>

我们为图书创建了一个主要容器元素，该元素包含图书的不同页面以及用于绘制翻页效果的 canvas 元素。section 元素内包含用于封装内容的 div - 我们需要此封装容器，才能在不影响内容布局的情况下更改页面的宽度。div 具有固定宽度，并且 section 设置为隐藏其溢出，这会导致 section 的宽度用作 div 的水平遮罩。

逻辑

用于支持页面翻转的代码并不复杂，但由于涉及大量程序化生成的图形，因此非常庞大。首先，我们来看看我们将在整个代码中使用的一些常量值的说明。

var BOOK_WIDTH = 830;
var BOOK_HEIGHT = 260;
var PAGE_WIDTH = 400;
var PAGE_HEIGHT = 250;
var PAGE_Y = ( BOOK_HEIGHT - PAGE_HEIGHT ) / 2;
var CANVAS_PADDING = 60;

我们在画布周围添加了 CANVAS_PADDING，以便在翻页时让纸张延伸到书本外面。请注意，此处定义的一些常量也设置在 CSS 中，因此，如果您想更改图书的大小，还需要更新该处的值。

接下来，我们需要为每个页面定义一个翻页对象，这些对象会在我们与图书互动时不断更新，以反映翻页的当前状态。

// Create a reference to the book container element
var book = document.getElementById( 'book' );

// Grab a list of all section elements (pages) within the book
var pages = book.getElementsByTagName( 'section' );

for( var i = 0, len = pages.length; i < len; i++ ) {
pages[i].style.zIndex = len - i;

flips.push( {
progress: 1,
target: 1,
page: pages[i],
dragging: false
});
}

首先，我们需要通过整理分节元素的 z-index，确保页面层次正确，使第一个页面位于顶部，最后一个页面位于底部。翻转对象最重要的属性是 progress 和 target 值。这些值用于确定页面当前应折叠到什么位置，-1 表示完全折叠到左侧，0 表示折叠到图书的正中心，+1 表示折叠到图书的最右边。

现在，我们已为每个页面定义了翻转对象，接下来需要开始捕获并使用用户输入来更新翻转状态。

function mouseMoveHandler( event ) {
// Offset mouse position so that the top of the book spine is 0,0
mouse.x = event.clientX - book.offsetLeft - ( BOOK_WIDTH / 2 );
mouse.y = event.clientY - book.offsetTop;
}

function mouseDownHandler( event ) {
// Make sure the mouse pointer is inside of the book
if (Math.abs(mouse.x) < PAGE_WIDTH) {
if (mouse.x < 0 &amp;&amp; page - 1 >= 0) {
    // We are on the left side, drag the previous page
    flips[page - 1].dragging = true;
}
else if (mouse.x > 0 &amp;&amp; page + 1 < flips.length) {
    // We are on the right side, drag the current page
    flips[page].dragging = true;
}
}

// Prevents the text selection
event.preventDefault();
}

function mouseUpHandler( event ) {
for( var i = 0; i < flips.length; i++ ) {
// If this flip was being dragged, animate to its destination
if( flips[i].dragging ) {
    // Figure out which page we should navigate to
    if( mouse.x < 0 ) {
    flips[i].target = -1;
    page = Math.min( page + 1, flips.length );
    }
    else {
    flips[i].target = 1;
    page = Math.max( page - 1, 0 );
    }
}

flips[i].dragging = false;
}
}

mouseMoveHandler 函数会更新 mouse 对象，以便我们始终以最新的光标位置为目标。

在 mouseDownHandler 中，我们首先检查鼠标是否按在了左侧或右侧页面上，以便知道我们希望从哪个方向开始翻页。我们还会确保相应方向上存在其他页面，因为我们可能位于第一页或最后一页。如果在执行这些检查后有有效的翻转选项可用，我们会将相应翻转对象的 dragging 标志设置为 true。

到达 mouseUpHandler 后，我们会检查所有 flips，看看其中是否有任何标记为 dragging 且现在应发布的 flips。释放翻转操作时，我们会根据当前鼠标位置将其目标值设置为与其应翻转到的侧面相匹配。页码也会更新，以反映此导航。

渲染

现在，我们的大部分逻辑都已到位，接下来我们将介绍如何将折叠纸渲染到画布元素上。其中大部分操作都在 render() 函数内完成，该函数每秒被调用 60 次，用于更新和绘制所有有效翻转的当前状态。

function render() {
// Reset all pixels in the canvas
context.clearRect( 0, 0, canvas.width, canvas.height );

for( var i = 0, len = flips.length; i < len; i++ ) {
var flip = flips[i];

if( flip.dragging ) {
    flip.target = Math.max( Math.min( mouse.x / PAGE_WIDTH, 1 ), -1 );
}

// Ease progress towards the target value
flip.progress += ( flip.target - flip.progress ) * 0.2;

// If the flip is being dragged or is somewhere in the middle
// of the book, render it
if( flip.dragging || Math.abs( flip.progress ) < 0.997 ) {
    drawFlip( flip );
}

}
}

在开始渲染 flips 之前，我们使用 clearRect(x,y,w,h) 方法重置画布。清除整个画布会带来巨大的性能开销，因此仅清除我们要绘制的区域会更高效。为了让本教程紧扣主题，我们将仅介绍如何清除整个画布。

如果正在拖动翻转图标，我们会更新其 target 值以匹配鼠标位置，但采用 -1 到 1 的比例，而不是实际像素。我们还会将 progress 按与 target 的距离的一定比例递增，这会导致翻转以动画形式流畅进行，因为它会在每一帧中更新。

由于我们会在每一帧中遍历所有 flips，因此需要确保只重新绘制处于活动状态的 flips。如果翻页距离书边缘不太近（在 BOOK_WIDTH 的 0.3% 以内），或者被标记为 dragging，则会被视为有效翻页。

现在，所有逻辑都已到位，我们需要根据翻转的当前状态绘制翻转的图形表示法。现在，我们来看看 drawFlip(flip) 函数的第一部分。

// Determines the strength of the fold/bend on a 0-1 range
var strength = 1 - Math.abs( flip.progress );

// Width of the folded paper
var foldWidth = ( PAGE_WIDTH * 0.5 ) * ( 1 - flip.progress );

// X position of the folded paper
var foldX = PAGE_WIDTH * flip.progress + foldWidth;

// How far outside of the book the paper is bent due to perspective
var verticalOutdent = 20 * strength;

// The maximum widths of the three shadows used
var paperShadowWidth = (PAGE_WIDTH*0.5) * Math.max(Math.min(1 - flip.progress, 0.5), 0);
var rightShadowWidth = (PAGE_WIDTH*0.5) * Math.max(Math.min(strength, 0.5), 0);
var leftShadowWidth = (PAGE_WIDTH*0.5) * Math.max(Math.min(strength, 0.5), 0);

// Mask the page by setting its width to match the foldX
flip.page.style.width = Math.max(foldX, 0) + 'px';

此代码段首先会计算我们需要以逼真的方式绘制折叠图形的若干视觉变量。我们绘制的翻转的 progress 值在这里起着重要作用，因为我们希望页面折叠显示在该位置。为了让翻页效果更具深度，我们让纸张延伸到书籍的顶部和底部边缘之外，当翻页接近书脊时，此效果达到顶峰。

现在，所有值都已准备就绪，只剩下绘制纸张了！

context.save();
context.translate( CANVAS_PADDING + ( BOOK_WIDTH / 2 ), PAGE_Y + CANVAS_PADDING );

// Draw a sharp shadow on the left side of the page
context.strokeStyle = `rgba(0,0,0,`+(0.05 * strength)+`)`;
context.lineWidth = 30 * strength;
context.beginPath();
context.moveTo(foldX - foldWidth, -verticalOutdent * 0.5);
context.lineTo(foldX - foldWidth, PAGE_HEIGHT + (verticalOutdent * 0.5));
context.stroke();

// Right side drop shadow
var rightShadowGradient = context.createLinearGradient(foldX, 0,
            foldX + rightShadowWidth, 0);
rightShadowGradient.addColorStop(0, `rgba(0,0,0,`+(strength*0.2)+`)`);
rightShadowGradient.addColorStop(0.8, `rgba(0,0,0,0.0)`);

context.fillStyle = rightShadowGradient;
context.beginPath();
context.moveTo(foldX, 0);
context.lineTo(foldX + rightShadowWidth, 0);
context.lineTo(foldX + rightShadowWidth, PAGE_HEIGHT);
context.lineTo(foldX, PAGE_HEIGHT);
context.fill();

// Left side drop shadow
var leftShadowGradient = context.createLinearGradient(
foldX - foldWidth - leftShadowWidth, 0, foldX - foldWidth, 0);
leftShadowGradient.addColorStop(0, `rgba(0,0,0,0.0)`);
leftShadowGradient.addColorStop(1, `rgba(0,0,0,`+(strength*0.15)+`)`);

context.fillStyle = leftShadowGradient;
context.beginPath();
context.moveTo(foldX - foldWidth - leftShadowWidth, 0);
context.lineTo(foldX - foldWidth, 0);
context.lineTo(foldX - foldWidth, PAGE_HEIGHT);
context.lineTo(foldX - foldWidth - leftShadowWidth, PAGE_HEIGHT);
context.fill();

// Gradient applied to the folded paper (highlights & shadows)
var foldGradient = context.createLinearGradient(
foldX - paperShadowWidth, 0, foldX, 0);
foldGradient.addColorStop(0.35, `#fafafa`);
foldGradient.addColorStop(0.73, `#eeeeee`);
foldGradient.addColorStop(0.9, `#fafafa`);
foldGradient.addColorStop(1.0, `#e2e2e2`);

context.fillStyle = foldGradient;
context.strokeStyle = `rgba(0,0,0,0.06)`;
context.lineWidth = 0.5;

// Draw the folded piece of paper
context.beginPath();
context.moveTo(foldX, 0);
context.lineTo(foldX, PAGE_HEIGHT);
context.quadraticCurveTo(foldX, PAGE_HEIGHT + (verticalOutdent * 2),
                        foldX - foldWidth, PAGE_HEIGHT + verticalOutdent);
context.lineTo(foldX - foldWidth, -verticalOutdent);
context.quadraticCurveTo(foldX, -verticalOutdent * 2, foldX, 0);

context.fill();
context.stroke();

context.restore();

Canvas API 的 translate(x,y) 方法用于偏移坐标系，以便我们绘制页面翻转，并将书脊顶部用作 0,0 位置。请注意，我们还需要对画布的当前转换矩阵执行 save() 操作，并在绘制完成后对其执行 restore() 操作。

我们将使用 foldGradient 填充折叠纸张的形状，以使其具有逼真的亮点和阴影。我们还在手写纸上添加了一条非常细的线条，以便在浅色背景上放置时，手写纸不会消失。

现在只需使用我们上面定义的属性绘制折叠纸张的形状即可。纸张的左侧和右侧是直线，顶部和底部是曲线，以呈现折叠纸张的弯曲感。此纸张弯曲的强度由 verticalOutdent 值决定。

大功告成！现在，您已经拥有了功能齐全的页面翻转导航栏。

页面翻转演示

翻页效果的目的是传达正确的互动体验，因此仅查看翻页效果的图片并不能完全体现其效果。

后续步骤

这只是利用 HTML5 功能（例如画布元素）可以实现的众多功能的一个例子。建议您访问 www.20thingsilearned.com，查看这项技术摘自的更精致的图书体验。您将了解如何在真实应用中应用翻页效果，以及该效果与其他 HTML5 功能搭配使用时有多强大。

参考

• Canvas API 规范