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Widget开发项目案例:3D效果动画的性能优化实践

terry 2年前 (2023-09-23) 阅读数 81 #移动小程序

如何优化Widget中的动画以提高页面性能,对理解Widget的基本运行原理和性能优化有启发。

01

背景

这个项目的诉求是实现地球的3D效果,支持旋转动画效果,但是小程序不支持webGL。我们曾经考虑过使用webview,但是这个产品包含动态共享文案,webview开发的工作量比较大。最终的解决方案是通过在小程序中逐帧播放图像来模拟3D旋转的效果。

经过考虑,最终图片数量为:144png格式图片。每张图像大约被压缩30k,最终结果是每125ms改变一张图像。这里要考虑两个难点:一是144图片的预加载(图片预加载方案),二是这144图片的处理方法(图片显示方案)

小程序开发项目案例:3D效果动画性能优化实践

02

图片预加载

公式

什么是图像预加载?所谓预加载,就是提前加载图片,将其存储在本地的缓存中,这样当应用程序使用该图片时,可以直接从缓存中检索出来,相应的响应速度也更快,就像我们吃饭的时候一样。自助餐,我们提前把食物送到餐桌上,让我们吃起来更方便。

我们知道,在传统的Web中我们经常可以通过Image对象来预加载图像,但是小程序没有Image对象,所以我们必须解决它。 。虽然小程序不提供 Image 对象,但它确实有一个可以使用的 。当然,换个思路,我们也可以在页面和显示器上隐藏几个 image 组件 image 组件的加载方式用于预加载。以下是这两个解决方案的示例代码:

1。隐藏页面上的图片并监听load事件来缓存图片。示例代码如下:

<image
    hidden
    wx:for="{{preLoadImageList}}"
    wx:key="{{index}}"
    data-id="{{item}}"
    
    bindload="imageOnload"
    binderror="imageError"
/>

2。通过微信提供的API预加载图片进行缓存。

({
  // 仅为示例,并非真实的资源
  url: '', 
  success(res) {
    // 图片临时路径
    console.log()
  }
})

上面列出了这两个问题的解决方案。首先我们看一下图片预加载方案在实际操作中的优缺点:

提案注意事项

预加载图片的两种方案(组件和组件其实没有本质区别)图像),但在某些情况下使用键进行预加载可以更方便地处理我们的业务逻辑。

在实际处理过程中,笔者发现,在iOS系统(普通Android系统)中,通过隐藏image❀来预加载图像的方式效果更好。失控。所谓不受控制是指当我们的image组件的hidden属性设置为true时,部分时间图像会被回收。另外,作者测试发现,当组件display属性设置为none时,也会出现同样的结果。这也进一步说明,使用组件的 hidden 属性处理小程序确实会更改组件的 display 属性,这意味着该元素仍然存在于 DOM 树中。至于图片回收,官网其实也有解释:

iOS程序小页面由多个WKWebView组成。当系统内存紧张时,部分WKWebView会被回收。从之前分析的案例来看,使用大图片和长列表图片会导致WKWebView回收。

(注:WKWebView是iOS系统渲染层的运行环境)

但是按照官网的说法,小程序会回收整个页面,但这并不在现实,所以我猜WKWebView处理这个问题的方法是当图像display属性为image❀none时不缓存这些图像

或者缓存时间为过短。

那么 API 和 display 是否可以缓存并不重要。这不是绝对的。在实际操作过程中,我发现它和第一种解决方案没有什么不同。在iOS操作系统中,仍然会时不时地回收一些图像,导致我们的应用程序丢帧。这个掉帧是因为图像要重新加载,而在这个过程中图像组件经历了从无到图像加载结束的过程,所以出现了明显的掉帧。微信对这方面的处理看起来有点类似于WKWebView。它们都遵循一个原则,即当图像在用户界面中不可见时,不缓存或者缓存时间很短。

经过上面的分析,我们基本可以断定,掉帧的原因并不是在图片预加载的方式上。可能与图像显示系统有关。接下来我们看一下图像显示模型:

03

图像显示

方案

图像显示模型主要分为两类。一种是使用画布绘制,另一种是编辑DOM。修改 DOM 有两种方式,一种是通过单个元素image组件的图片链接来改变图片。一种类型显示 144 个元素并控制 144 个元素的可见性以更改图像。让我们一一看看这三种解决方案:

1。使用canvas绘图

这个方案在实际操作过程中,我们注意到框架脱落了。主要原因是绘图需要先加载图像。下载下来然后画出来。即使我们先加载图片,直接使用本地路径进行绘制,也存在明显的闪烁问题。另外,canvas的绘制限制也会更多。 canvas组件是小程序的原始组件。所谓原生组件,是指客户创建的脱离于WebView渲染过程的组件。原生组件有很多限制,比如:

  • 是最高级别,不能设置z-index让普通组件覆盖原生组件;
  • 无法在原生组件上设置 CSS 动画。 ;
  • 无法将原生组件定义为位置:固定
  • 不能在顶层节点使用overflow:hidden来限制原有组件的显示区域;

其中第一个是经常遇到的限制。想象一下,您的主页在 画布 上绘制了一个元素,但某些运动逻辑需要弹出窗口。这非常棘手,fabric覆盖了弹出窗口。无论你如何设置弹出窗口z-index,都没有效果。当然,小程序团队也不是没有道理。他们提供了一个称为封面视图和封面图像的组件来覆盖原始组件。但coverview有一个很大的限制:它只支持嵌套的coverviewcoverimage。 (更多关于封面视图限制的详细信息可以查看官网,这里不再详细介绍)。因此,面料不适合本项目的需要。

2。仅显示当前图像组件,并通过更改组件的图像链接来更改图像。示例代码如下:

<image
    catchtouchstart="touchStart"
    catchtouchmove="touchMove"
    catchtouchend="touchEnd"
    
/>

<view
    catchtouchstart="touchStart"
    catchtouchmove="touchMove"
    catchtouchend="touchEnd"
    style="background-image:url({{imageUrl}})"
/>

3。列出所有元素并通过控制所有图像的可见性来更改图像。示例代码如下:

<view
    catchtouchstart="touchStart"
    catchtouchmove="touchMove"
    catchtouchend="touchEnd"
>
    <image
        wx:for="{{imageList}}"
        wx:for-index="idx"
        wx:key="{{idx}}"
        data-id="{{item}}"
        bindload="imageOnload"
        binderror="imageError"
        
        style="transform: {{idx === index ? 'translate(0, 0)' : 'translate(-100%, 0)'}};"
    />
view>

提案说明

1。只需显示当前图像组件并通过更改组件的图像链接来替换图像即可。

根据之前预加载方案的结论,我们可以说方案一是不可能的。

结论:问题的根本原因是小程序和微信的缓存机制对图片的回收,导致切换图片链接时出现无法控制的掉帧、闪屏。

2。列出所有元素并通过调整图像的可见性来更改图像。

看起来我们只有选项2,但选项2需要143更多节点。在小程序setData中,性能与页面的节点数成正比。节点越多,理论上setData的效率就是一次。但也没有更完美的解决办法了……我只能硬着头皮了。将代码更改为上面的第二种方案后,iOS系统非常流畅,没有掉帧或闪烁。不过安卓基本卡住了,无法查看。页面滑动也是一个问题。如果滑动它,需要几秒钟的时间。回应来了,其实也在意料之中。 setData本身就承载了比较大的数据量(页面还有其他逻辑数据),节点数量也成倍增加。对性能的影响是呈指数级爆炸性的。增加。官方还有一个解释:

Android 用户滑动时感觉卡住,动作反馈严重延迟,因为JSJS失败了。以便及时完成手续。用户动作事件转发到逻辑层,逻辑层无法及时将动作处理结果传递到视图层;

② 渲染存在延迟,因为

WebView

模式下的

线程延长了逻辑层与页面的通信时间。当视图层接收到数据消息时,距离发送时间已经过去了数百毫秒,渲染结果不是实时的;

官网上的解释很长。其实我感觉初学者一定看不懂。这其实要从小程序的运行环境说起。小程序的运行环境分为渲染层和逻辑层。 WXML 模板和 WXSS 样式在渲染层中工作,JS 样式在渲染层中工作。通信

小程序开发项目案例:3D效果动画性能优化实践

如上,每当我们在逻辑层(JS代码)执行setData时,它首先会从逻辑层传递到原生。渲染层(视图层)Nativen进行处理。好了,既然知道了渲染层和逻辑层是什么,那么跳转到上面的官网解释就很顺利了。

在传统的Web应用中,我们可以直接编辑DOM某个元素,也就是路径结束的时候。这不适用于小程序。没有办法一路走下去。 Native充当转发的“桥梁”。这就是我们觉得Android被卡住的根本原因,因为它走了“弯路”。

所以我们需要提高Android上的页面性能,启用硬件加速就成了一条捷径。我们将上面的代码改成如下方式:

<view
    catchtouchstart="touchStart"
    catchtouchmove="touchMove"
    catchtouchend="touchEnd">
    <image
        wx:for="{{imageList}}"
        wx:for-index="idx"
        wx:key="{{idx}}"
        data-id="{{item}}"
        bindload="imageOnload"
        binderror="imageError"
        
        style="transform: {{idx === index ? 'translate(0, 0)' : 'translate(-100%, 0)'}};"

/>view>

开启硬件加速后,Android不会卡顿,但页面可以正常旋转、左右滑动。但是… Apple iOS又回到了旧的疯狂闪屏…其实代码只是translate3d

之间的区别。查找相关问题:关于translate3D动画在iphone上闪烁显示问题,简单来说,这个问题的根本原因是WebKit分配了translate3d进行渲染的元素,但是它的inner child元素不渲染。 ,解决方案是缓存子元素并使它们成为单独的层。然而,小程序的image组件实际上是一个多层的DOM结构。假想结构如下:
<div style="display:inline-block; ...">
    <div style="display:inline-block;background-image:url({{url}});...">
        ...
    div>
div>

这个image组件无法在小程序中控制。子元素,通过提取当前用户操作系统来决定是否开启GPU加速的变通办法,即是否使用translate3d

04

调优

自定义组件

来自基础库 从版本1开始,widget开始支持组件编程,对于动画组件也有独特的优势。官网是这样说的:

  • 使用setData连续改变用户界面也可以实现动画效果。这允许您任意更改界面,但通常会导致较大的滞后或挂起,甚至小程序崩溃。目前,您可以通过将页面的 setData 自定义组件更改为 setData 来提高性能。
  • 当出于性能原因使用组件时,setData文件的内容不会直接深复制,即♹,即之后的❀♹ 这个。 data.field === obj
。 (当该值在组件之间传递时,会发生深度复制。)

小程序的自定义组件有一个单独的构造函数用于实例化 Component,因此它的 setData 和 坺 位于主页面互不影响。确实非常适合应用到这个业务场景。图像切换和滑动逻辑可以封装为单独的组件,然后呈现在主页上。这样既不会影响主页面的性能,也可以为这部分数据变化提供更快的响应时间。

WXS响应事件

WXS是小程序自带的脚本语言。语法与JS基本相同,可以直接嵌入WXML。我们的界面说JSWXML通信需要NativeNative这个“桥梁”无法直接完成❙♹。 活动。 WXS可以直接作用于DOM

事实上,在传统的 Web 开发中,通常从图像创建交互式动画是相对常见的。很多情况下,直接使用DOM。小程序则不同。小部件没有 DOM API 。现在网上很多人都说小部件没有DOM。这其实是不准确的。请记住:小部件具有 DOM ,但 DOM API BOM API 不存在。因此,它不能直接使用jQuery等库。

WXS的应用原理也是基于此。我们不再继续setData,即JSWXML

,在中WXS

我们可以编辑DOM,但 WXS 响应来自小程序基础库的事件cai 出于兼容性原因,本示例中未使用此方案。关于如何修改WXS DOM,请参见官网WXS响应事件,此处不再赘述。

05

结论

综上所述,通过预加载和调整每张图片的可见度我们解决了图片闪烁的问题,通过自定义组件和开启GPU加速我们解决了动画滞后的问题。动画的最终解决方案是使用自定义组件,使用预加载图像,列出所有元素,并控制每个图像的可见性,以达到切换图像的目的。另外,系统会通过评估Android和iOS来决定是否启用GPU加速。

这就是动画最终的技术方案。在这个过程中,我们列出了很多其他的解决方案,也可以作为参考。在某些业务场景下它们可能是更好的解决方案。上述解决方案更多地侧重于依赖小程序的某些功能。除了小程序本身之外,关于图片的东西就没有太多了,比如图片格式(webpapng形状的图片)、大小(是否还有可折叠的)模式)等

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