Animationsleistung: Die Suche nach 60 FPS
Janky-Animationen zerstören das Luxusgefühl. Verstehen der Browser-Rendering-Pipeline (Layout, Paint, Composite), um butterweiche Bewegungen zu erzielen.
Eine Luxus-Website fühlt sich „schwer“ in ihrer Bedeutung, aber „leicht“ in ihrer Leistung an. Wenn ich auf einen Knopf klicke, sollte das Modal sofort hineingleiten, wie mühelose Seide. Wenn es ruckelt, verzögert oder Frames ausfallen, wird die Illusion unterbrochen. 60 Bilder pro Sekunde (FPS) ist der Goldstandard. Um 60 FPS zu erreichen, hat der Browser 16,6 Millisekunden Zeit, um einen Frame zu rendern. „(1000 ms / 60 Bilder = 16,66 ms)“. Wenn Sie 17 ms benötigen, verlieren Sie einen Frame. Der Benutzer sieht „Jank“. Um dies zu beheben, müssen Sie verstehen, wie der Browser denkt.
Warum Maison Code darüber spricht
Bei Maison Code Paris fungieren wir als das architektonische Gewissen unserer Kunden. Wir übernehmen oft „moderne“ Stacks, die ohne grundlegendes Verständnis für Skalierung gebaut wurden.
Wir diskutieren dieses Thema, weil es einen kritischen Wendepunkt in der technischen Reife darstellt. Die korrekte Implementierung unterscheidet ein fragiles MVP von einer widerstandsfähigen Plattform auf Unternehmensniveau.
Warum Maison Code über 60 FPS besessen ist
Wir verkaufen keine Produkte; Wir verkaufen Gefühle. Eine stotternde Animation fühlt sich „billig“ an. Es fühlt sich an wie ein kaputter Türgriff bei einem Ferrari. Wir erzwingen ein striktes Leistungsbudget für Animationen. Wenn eine Animation eine Layoutverschiebung verursacht, löschen wir sie. Wir glauben, dass Bewegung Semantik ist. Es erklärt die Schnittstelle. Aber Bewegung ohne Leistung ist nur Lärm.
1. Die Browser-Rendering-Pipeline
Wenn Sie einen Stil aktualisieren, durchläuft der Browser drei Phasen:
- Layout (teuer): Geometrie berechnen. „Wie breit ist dieses Div? Wo sitzt es?“
- Ausgelöst durch Änderung: „Breite“, „Höhe“, „links“, „oben“, „Rand“.
- Malen (Mittel): Pixel ausfüllen.
- Ausgelöst durch Änderung: „Hintergrundfarbe“, „Rahmen“, „Schatten“.
- Composite (Cheap): Ebenen anordnen.
- Ausgelöst durch Änderung: „transform“, „opacity“.
Die goldene Regel: Animieren Sie nur Composite-Eigenschaften.
- Schlecht:
Übergang: Höhe 0,3s. (Löst Layout bei jedem Frame aus = CPU-intensiv). - Gut:
Übergang: Transformation 0,3s. (Löst nur Composite aus = GPU-beschleunigt).
2. Skalierungseffekt vs. Breiteneffekt
Sie möchten, dass eine Schaltfläche wächst, wenn Sie mit der Maus darüber fahren.
- Naiver Ansatz: „css .btn:hover { width: 120px; } „ Dadurch werden alle benachbarten Elemente beiseite geschoben. Der Browser muss die Position des gesamten Seitenlayouts neu berechnen. Jank.
- Pro-Ansatz: „css .btn:hover { transform: scale(1.1); } „ Dadurch wird die Schaltfläche auf eine neue Ebene verschoben. Die GPU skaliert es wie eine Textur. Benachbarte Elemente bewegen sich nicht. Glatt. Tipp: Verwenden Sie „will-change: transform“, um den Browser vorab anzuweisen, die Ebene heraufzustufen.
3. FLIP-Technik (Der Zaubertrick)
Manchmal müssen Sie das Layout ändern (z. B. eine Liste neu anordnen oder eine Karte erweitern). Verwenden Sie das FLIP-Prinzip (First, Last, Invert, Play).
- Zuerst: Startposition „(x: 0)“ messen.
- Zuletzt: Element in die Endposition bewegen (sofort). Messen Sie es „(x: 100)“.
- Umkehren: Verwenden Sie „transform“, um es visuell zurück an die Startposition zu verschieben „(transform: translatorX(-100px))“.
- Abspielen: Animieren Sie die Transformation auf 0. Der Benutzer sieht eine fließende Bewegung, aber der Browser hat das Layout nur einmal berechnet und dann die Transformation animiert. Bibliotheken wie Framer Motion verarbeiten dies automatisch mit „<motion.div-Layout>“.
4. JavaScript-Animationsbibliotheken
Für einfache Übergänge ist CSS am schnellsten. Für komplexe Physik (Federn) benötigen Sie JS.
- Framer Motion: Der React-Standard. Tolles DX, aber große Bundle-Größe (30 KB).
- GSAP: Der Industriestandard für kreative Entwickler. Robuste Zeitpläne. Teure Lizenz für einige Funktionen.
- React Spring: Physikbasiert. Gut für ein „natürliches“ Gefühl.
Leistungstipp: Führen Sie Animationen außerhalb des React Render Cycle aus. Wenn Ihre Animation den React State bei jedem Frame aktualisiert, beenden Sie den Hauptthread. Verwenden Sie Refs und direkte DOM-Manipulation (oder Bibliotheken, die dies tun, wie GSAP).
5. Der mobile Engpass (Energiesparmodus)
Ihr MacBook Pro M3 Max kann alles animieren. Das 3 Jahre alte Android-Telefon Ihres Benutzers im „Batteriesparmodus“ funktioniert nicht. CPU-Drosselung ist real. Test auf Low-End-Geräten. Wenn Ihr „Parallax Scroll“-Effekt das Telefon heiß macht, deaktivieren Sie ihn. Verwenden Sie die Medienabfrage „prefers-reduced-motion“, um die Benutzereinstellungen zu berücksichtigen. Eine barrierefreie Site ist eine leistungsstarke Site.
6. FPS debuggen (DevTools)
Öffnen Sie Chrome DevTools -> Registerkarte Leistung. Zeichnen Sie die Animation auf. Suchen Sie nach Roten Dreiecken. „Lange Aufgabe“. „Stil neu berechnen“. Wenn Sie viele Layout-Aktivitäten sehen (violette Balken), animieren Sie die falschen Eigenschaften. Aktivieren Sie „Paint Flashing“ auf der Registerkarte „Rendering“. Grüne Blitze zeigen an, was neu gestrichen wird. Im Idealfall sollte während einer Transformationsanimation nichts blinken. Ebenengrenzen: Aktivieren Sie diese Option, um zu sehen, welche Elemente zur GPU befördert werden.
7. Die React-„useLayoutEffect“-Falle
In React wird „useEffect“ nach dem Malen ausgeführt. Wenn Sie DOM-Elemente in „useEffect“ messen, sieht der Benutzer einen Rahmen, in dem sich das Element an der falschen Stelle befindet, und dann rastet es ein. Verwenden Sie „useLayoutEffect“ für Messungen. Es blockiert die Farbe, bis die Messung abgeschlossen ist. Gehen Sie sparsam damit um, da dadurch der Hauptthread angehalten wird. Bei der Animationsinitialisierung (FLIP) ist es jedoch zwingend erforderlich, visuelle Störungen zu vermeiden.
8. Das RAIL-Modell (Googles Leistungsdoktrin)
Google definiert vier Schlüsselmomente für die Leistung: R.A.I.L.
- Antwort: Ereignisse in < 50 ms verarbeiten. Wenn ich klicke, muss ich sofort Feedback sehen.
- Animation: Erzeugen Sie einen Frame in < 16 ms (60 fps).
- Leerlauf: Leerlaufzeit maximieren. Arbeiten Sie, wenn der Benutzer nicht interagiert.
- Laden: Stellen Sie Inhalte bereit und werden Sie in weniger als 5 Sekunden interaktiv. Wenn Sie gegen RAIL verstoßen, bestraft Google Ihren SEO-Rang. Es geht nicht nur um „Geschwindigkeit“. Es geht um „Wahrnehmung“. Eine Verzögerung von 100 ms fühlt sich für einen Benutzer wie eine Sekunde an.
9. Abseits des Hauptthreads: Web Worker
JavaScript ist Single-Threaded. Wenn Sie eine große JSON-Datei analysieren, friert die Benutzeroberfläche ein. Lösung: Web Worker. Verschieben Sie schwere Logik (Datenanalyse, Bildkomprimierung, Verschlüsselung) auf einen Worker. „Javascript const worker = new Worker(‘worker.js’); worker.postMessage(hugeData); „ Der Hauptthread bleibt für die Benutzeroberfläche (Scrollen, Klicken) frei. Bibliotheken wie Comlink machen dies einfacher. Im Jahr 2026 wird „Off-Main-Thread-Architektur“ der Standard sein.
10. Fallstudie: Das 60FPS-Karussell
Wir haben ein Produktkarussell für einen Luxusmodekunden erstellt. Einschränkung: 50 hochauflösende Bilder. Unendliche Schriftrolle. 3D-Übergänge. V1 fehlgeschlagen: Reagieren Sie auf den Status „activeIndex“. Die gesamte Liste wird bei jedem Wischen neu gerendert. 15 FPS. Behoben V2:
- Virtualisierung: Nur die 3 sichtbaren Folien gerendert.
- Korrektur: „transform: translatorX3d()“ wurde für die Hardwarebeschleunigung verwendet.
- Will-Change: Der Browser wurde angedeutet.
- Bilddekodierung: „decoding=“async”` wird für Bilder verwendet. Ergebnis: Solide 60 FPS auf einem iPhone 8. Der Unterschied lag nicht im Rahmen; Es lag an der Browserphysik.
11. WebGL und Canvas (Den DOM durchbrechen)
Für extreme Animationen (tausende Partikel, 3D-Modelle) ist das DOM zu langsam. Wechseln Sie zu WebGL (über Three.js oder React Three Fiber). WebGL zeichnet direkt auf den GPU-Puffer. Es umgeht die Layout/Paint-Pipeline vollständig. So schaffen wir Luxuserlebnisse im „Awwwards“-Stil. Aber seien Sie gewarnt: Die Barrierefreiheit wird in WebGL viel schwieriger. Canvas bietet standardmäßig keine Unterstützung für Bildschirmleseprogramme.
12. Das FPS-Meter (Beobachtbarkeit)
Sie können nicht reparieren, was Sie nicht messen können. Chrome verfügt über eine FPS-Anzeige, Benutzer jedoch nicht. Wir fügen einen winzigen FPS-Listener in die Produktion ein (für 1 % der Benutzer). Es verwendet die Schleife „requestAnimationFrame“, um die Delta-Zeit zu messen. Wenn die Anzahl der Frames 5 Sekunden lang unter 30 fällt, protokollieren wir ein Ereignis bei Sentry. „Leistung: Niedrige FPS auf /product/123 erkannt“. Dadurch erfahren wir genau, welche Seite in der realen Welt schwer ist (nicht nur auf unserem MacBook Pro).
13. Die Bildformate (Avif vs. WebP)
Animation ist nicht nur CSS; es wird geladen. Wenn das Laden Ihres Heldenbildes 3 Sekunden dauert, stottert die Eingangsanimation. WebP ist der Standard. AVIF ist die Zukunft (20 % kleiner als WebP). Aber Browser müssen sie (meistens) im Hauptthread dekodieren. Strategie:
- Verwenden Sie das Tag „
“ als Ersatz. - Verwenden Sie das Attribut „decoding=“async”“ für „
“.
- BlurHash: Zeigt eine kleine 20-Pixel-Unschärfe an, während das umfangreiche Bild geladen wird. Dies reduziert die „wahrgenommene Latenz“.
14. Fazit
Leistung ist kein nachträglicher Gedanke. Es handelt sich um eine Designbeschränkung. Wenn Sie es nicht mit 60 FPS animieren können, animieren Sie es überhaupt nicht. Eine statische Schnittstelle ist besser als eine verzögerte. Respektieren Sie den Akku des Benutzers. Respektieren Sie die Zeit des Benutzers. Lass es fliegen.
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