利用JavaScript实现静态图片局部流动效果

来源：jb51　　时间：2022/8/3 13:18:27　　对本文有异议

背景

如果你有玩过《王者荣耀》、《阴阳师》等手游，一定注意到过它的启动动画、皮肤立绘卡片等场景，经常采用静态底图加局部液态流动效果的简单动画，这些流动动画可能出现在缓缓流动的水流、迎风飘动的旗帜、游戏角色衣袖、随着时间缓动的云、雨、雾天气效果等。这种过渡效果不仅节省了开发全量动画的成本，而且使得游戏画面更加热血、冒险、奥德赛、高级，也更加容易吸引玩家氪金。

本文使用前端开发技术，结合 SVG 和 CSS 来实现类似的液化流动效果。本文包含的知识点主要包括：mask-image 遮罩、feTurbulence 和 feDisplacementMap 滤镜、filter 属性、canvas 绘制方法、TimelineMax 动画以及input[type=file] 本地图片资源加载等。

效果

先来看看实现效果，下面几个示例以及文章 Banner 图都是应用了由本文内容生成的液态流动动画效果。由于GIF 图压缩比较严重，动画效果看起来不是很流畅，大家不妨通过以下演示页面链接，亲自体验一下效果，生成自己的传说、典藏皮肤立绘吧。

在线体验：https://dragonir.github.io/paint-heat-map/
在线体验：https://codepen.io/dragonir/full/qBoxQKW

雾气扩散塞尔达传说：旷野之息

衣袖飘动貂蝉：猫影幻舞

湖光波动

文字液化

ps：体验页面部署在 Gitpage 上传图片功能不是真正上传到服务器，而是只会加载到浏览器本地，页面不会获取任何信息，大家可以放心体验，不用担心隐私泄漏问题。

实现

页面主要由2部分构成，顶部用于加载图片，并且可以通过按住鼠标划动的方式绘制热点路径，给图片添加流动效果；底部是控制区域，点击按钮清除画布，可以清除绘制的流动动画效果、点击按钮切换图片可以加载本地的图片。

注意，还有一个隐形的功能，当你绘制完成时，可以点击鼠标右键，然后选择保存图片，保存的这张图片就是我们绘制流体动画路径的热点图，利用这张热点图，使用本文的 CSS 知识，就能把静态图片转化成动态图啦！

HTML 页面结构

#sketch 元素主要是用于绘制和加载流动效果热点图的画板；#button_container 是页面底部的按钮控制区域；svg 元素用于利用其 filter 滤镜实现液态流动动画效果，包括 feTurbulence 和 feDisplacementMap 滤镜。

<main id="sketch">
  <canvas id="canvas" data-img=""></canvas>
  <div class="mask">
    <div id="maskInner" class="mask-inner"></div>
  </div>
</main>
<section class="button_container">
  <button class="button">清除画布</button>
  <button class="button"><input class="input" type="file" id="upload">上传图片</button>
</section>
<svg>
  <filter id="heat" filterUnits="objectBoundingBox" x="0" y="0" width="100%" height="100%">
    <feTurbulence id="heatturb" type="fractalNoise" numOctaves="1" seed="2" />
    <feDisplacementMap xChannelSelector="G" yChannelSelector="B" scale="22" in="SourceGraphic" />
  </filter>
</svg>

feTurbulence 和 feDisplacementMap

feTurbulence：滤镜利用 Perlin 噪声函数创建了一个图像，利用它可以实现人造纹理比如说云纹、大理石纹等模拟滤镜效果。
feDisplacementMap：映射置换滤镜，该滤镜用来自图像中从 in2 到空间的像素值置换图像从 in 到空间的像素值。即它可以改变元素和图形的像素位置，通过遍历原图形的所有像素点，feDisplacementMap 重新映射替换一个新的位置，形成一个新的图形。该滤镜在业界的主流应用是对图形进行形变，扭曲，液化。

CSS 样式

接着看看样式的实现，main 元素作为主容器并将主图案作为背景图片；canvas 作为画布占据 100% 的空间位置；.mask 和 .mask-inner 用于生成如下图所示热点路径与背景图相溶的效果，这种效果是借助 mask-image 实现的。最后，为了生成动态流动效果，.mask-inner 通过 filter: url(#heat) 将前面生成的 svg 作为滤镜来源，后续即将在 JavaScript 中通过不间断修改 svg 滤镜的属性，来生成液态流动动画。

main {
  position: relative;
  background-image: url('bg.jpg');
  background-size: cover;
  background-position: 100% 50%;
}
canvas {
  opacity: 0;
  position: absolute;
  top: 0;
  left: 0;
  width: 100%;
  height: 100%;
}
.mask {
  display: none;
  position: absolute;
  top: 0;
  left: 0;
  width: 100%;
  height: 100%;
  mask-mode: luminance;
  mask-size: 100% 100%;
  backdrop-filter: hard-light;
  mask-image: url('mask.png');
}
.mask-inner {
  position: absolute;
  top: 0;
  left: 0;
  width: 100%;
  height: 100%;
  background: url('bg.jpg') 0% 0% repeat;
  background-size: cover;
  background-position: 100% 50%;
  filter: url(#heat);
  mask-image: url('mask.png')
}

mask-image

mask-image CSS 属性用于设置元素上遮罩层的图像。

语法：

// 默认值，透明的黑色图像层，也就是没有遮罩层。
mask-image: none;
// <mask-source><mask>或CSS图像的url的值
mask-image: url(masks.svg#mask1);
// <image> 图片作为遮罩层
mask-image: linear-gradient(rgba(0, 0, 0, 1.0), transparent);
mask-image: image(url(mask.png), skyblue);
// 多个值
mask-image: image(url(mask.png), skyblue), linear-gradient(rgba(0, 0, 0, 1.0), transparent);
// 全局值
mask-image: inherit;
mask-image: initial;
mask-image: unset;

兼容性：

此功能某些浏览器尚在开发中，需要使用浏览器前缀以兼容不同浏览器。

JavaScript 方法

① 绘制热点图

监听鼠标移动和点击事件，在 canvas 上绘制波动路径热点。

var canvas = document.getElementById('canvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');
var sketch = document.getElementById('sketch');
var sketchStyle = window.getComputedStyle(sketch);
var mouse = { x: 0, y: 0 };
 
canvas.width = parseInt(sketchStyle.getPropertyValue('width'));
canvas.height = parseInt(sketchStyle.getPropertyValue('height'));
canvas.addEventListener('mousemove', e => {
  mouse.x = e.pageX - canvas.getBoundingClientRect().left;
  mouse.y = e.pageY - canvas.getBoundingClientRect().top;
}, false);
 
ctx.lineWidth = 40;
ctx.lineJoin = 'round';
ctx.lineCap = 'round';
ctx.strokeStyle = 'black';
 
canvas.addEventListener('mousedown', () => {
  ctx.beginPath();
  ctx.moveTo(mouse.x, mouse.y);
  canvas.addEventListener('mousemove', onPaint, false);
}, false);
 
canvas.addEventListener('mouseup', () => {
  canvas.removeEventListener('mousemove', onPaint, false);
}, false);
 
var onPaint = () => {
  ctx.lineTo(mouse.x, mouse.y);
  ctx.stroke();
  var url = canvas.toDataURL();
  document.querySelectorAll('div').forEach(item => {
    item.style.cssText += `
      display: initial;
      -webkit-mask-image: url(${url});
      mask-image: url(${url});
    `;
  });
};

绘制完成后，可以在页面中右键保存生成的波动路径热点图，直接将绘制满意的热点图放到 CSS 中，就能给喜欢的图片添加局部波动效果了，下面这张图片就是本示例页面使用的波动的热点路径图。

② 生成动画

为了生成实时更新的波动效果，本文使用了 TweenMax 来通过改变 feTurbulence 的 baseFrequency 属性值来实现，使用其他动画库或使用 requestAnimationFrame 也是可以实现相同的功能。

feTurb = document.querySelector('#heatturb');
var timeline = new TimelineMax({
  repeat: -1,
  yoyo: true
}),
timeline.add(
  new TweenMax.to(feTurb, 8, {
    onUpdate: () => {
      var bfX = this.progress() * 0.01 + 0.025,
        bfY = this.progress() * 0.003 + 0.01,
        bfStr = bfX.toString() + ' ' + bfY.toString();
      feTurb.setAttribute('baseFrequency', bfStr);
    }
  }),
0);

③ 清除画布

点击清除画布按钮，可以清空已经绘制的波动路径，主要是通过清除页面元素 mask-image 的属性值以及清 canvas 画布来实现的。

function clear() {
  document.querySelectorAll('div').forEach(item => {
    item.style.cssText += `
      display: none;
      -webkit-mask-image: none;
      mask-image: none;
    `;
  });
}
 
document.querySelectorAll('.button').forEach(item => {
  item.addEventListener('click', () => {
    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    clear();
  })
});

④ 切换图片

点击切换图片，可以加载本地的一张图片作为绘制底图，该功能是通过 input[type=file] 来实现图片资源的获取，然后通过修改 CSS 将它设置成新的画布背景。

document.getElementById('upload').onchange = function () {
  var imageFile = this.files[0];
  var newImg = window.URL.createObjectURL(imageFile);
  clear();
  document.getElementById('sketch').style.cssText += `
    background: url(${newImg});
    background-size: cover;
    background-position: center;
  `;
  document.getElementById('maskInner').style.cssText += `
    background: url(${newImg});
    background-size: cover;
    background-position: center;
  `;
};