純 CSS 實現波浪效果！

一直以來，使用純 CSS 實現波浪效果都是十分困難的。

因為實現波浪的曲線需要藉助貝塞爾曲線。

而使用純 CSS 的方式，實現貝塞爾曲線，額，暫時是沒有很好的方法。

當然，藉助其他力量（SVG、CANVAS），是可以很輕鬆的完成所謂的波浪效果的，先看看，非 CSS 方式實現的波浪效果。

使用 SVG 實現波浪效果

藉助 SVG ，是很容易畫出三次貝塞爾曲線的。

看看效果：

程式碼如下：

<svg width="200px" height="200px" version="1.1" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
    <text class="liquidFillGaugeText" text-anchor="middle" font-size="42px" transform="translate(100,120)" style="fill: #000">50.0%</text>
    <!-- Wave -->
    <g id="wave">
        <path id="wave-2" fill="rgba(154, 205, 50, .8)" d="M 0 100 C 133.633 85.12 51.54 116.327 200 100 A 95 95 0 0 1 0 100 Z">
        <animate dur="5s" repeatCount="indefinite" attributeName="d" attributeType="XML" values="M0 100 C90 28, 92 179, 200 100 A95 95 0 0 1 0 100 Z;
                                    M0 100 C145 100, 41 100, 200 100 A95 95 0 0 1 0 100 Z;
                                    M0 100 C90 28, 92 179, 200 100 A95 95 0 0 1 0 100 Z"></animate>
        </path>
    </g>
    <circle cx="100" cy="100" r="80" stroke-width="10" stroke="white" fill="transparent"></circle>
    <circle cx="100" cy="100" r="90" stroke-width="20" stroke="yellowgreen" fill="none" class="percentage-pie-svg"></circle>
</svg>

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<animate dur="5s" repeatCount="indefinite" attributeName="d" attributeType="XML" values="M0 100 C90 28, 92 179, 200 100 A95 95 0 0 1 0 100 Z;

M0 100 C145 100, 41 100, 200 100 A95 95 0 0 1 0 100 Z;

M0 100 C90 28, 92 179, 200 100 A95 95 0 0 1 0 100 Z"></animate>

</path>

</g>

</svg>

SVG demo
畫出三次貝塞爾曲線的核心在於

<path id="wave-2" fill="rgba(154, 205, 50, .8)" d="M 0 100 C 133.633 85.12 51.54 116.327 200 100 A 95 95 0 0 1 0 100 Z">

1	<path id="wave-2" fill="rgba(154, 205, 50, .8)" d="M 0 100 C 133.633 85.12 51.54 116.327 200 100 A 95 95 0 0 1 0 100 Z">

這一段。感興趣的可以自行去研究研究。

使用 canvas 實現波浪效果

使用 canvas 實現波浪效果的原理與 SVG 一樣，都是利用路徑繪製出三次貝塞爾曲線並賦予動畫效果。

使用 canvas 的話，程式碼如下：

$(function() {
    let canvas = $("canvas");
    let ctx = canvas[0].getContext('2d');
    let radians = (Math.PI / 180) * 180;
    let startTime = Date.now();
    let time = 2000;
    let clockwise = 1;
    let cp1x, cp1y, cp2x, cp2y;
    
    // 初始狀態
    // ctx.bezierCurveTo(90, 28, 92, 179, 200, 100);
    // 末尾狀態
    // ctx.bezierCurveTo(145, 100, 41, 100, 200, 100);
    
    requestAnimationFrame(function waveDraw() {  
        let t = Math.min(1.0, (Date.now() - startTime) / time);
          
        if(clockwise) {
            cp1x = 90 + (55 * t);
            cp1y = 28 + (72 * t);
            cp2x = 92 - (51 * t);
            cp2y = 179 - (79 * t);
        } else {
            cp1x = 145 - (55 * t);
            cp1y = 100 - (72 * t);
            cp2x = 41 + (51 * t);
            cp2y = 100 + (79 * t);
        }
        
        ctx.clearRect(0, 0, 200, 200); 
        ctx.beginPath();
        ctx.moveTo(0, 100);
        // 繪製三次貝塞爾曲線
        ctx.bezierCurveTo(cp1x, cp1y, cp2x, cp2y, 200, 100);
        // 繪製圓弧
        ctx.arc(100, 100, 100, 0, radians, 0);
        ctx.fillStyle = "rgba(154, 205, 50, .8)";
        ctx.fill();
        ctx.save();  
        
        if( t == 1 ) {
            startTime = Date.now();
            clockwise = !clockwise;
        } 

        requestAnimationFrame(waveDraw);
    });
})

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$(function() {

let canvas = $("canvas");

let ctx = canvas[0].getContext('2d');

let radians = (Math.PI / 180) * 180;

let startTime = Date.now();

let time = 2000;

let clockwise = 1;

let cp1x, cp1y, cp2x, cp2y;

// 初始狀態

// ctx.bezierCurveTo(90, 28, 92, 179, 200, 100);

// 末尾狀態

// ctx.bezierCurveTo(145, 100, 41, 100, 200, 100);

requestAnimationFrame(function waveDraw() {

let t = Math.min(1.0, (Date.now() - startTime) / time);

if(clockwise) {

cp1x = 90 + (55 * t);

cp1y = 28 + (72 * t);

cp2x = 92 - (51 * t);

cp2y = 179 - (79 * t);

} else {

cp1x = 145 - (55 * t);

cp1y = 100 - (72 * t);

cp2x = 41 + (51 * t);

cp2y = 100 + (79 * t);

}

ctx.clearRect(0, 0, 200, 200);

ctx.beginPath();

ctx.moveTo(0, 100);

// 繪製三次貝塞爾曲線

ctx.bezierCurveTo(cp1x, cp1y, cp2x, cp2y, 200, 100);

// 繪製圓弧

ctx.arc(100, 100, 100, 0, radians, 0);

ctx.fillStyle = "rgba(154, 205, 50, .8)";

ctx.fill();

ctx.save();

if( t == 1 ) {

startTime = Date.now();

clockwise = !clockwise;

}

requestAnimationFrame(waveDraw);

});

})

canvas demo
主要是利用了動態繪製 ctx.bezierCurveTo() 三次貝塞爾曲線實現波浪的運動效果，感興趣的可以自行研究。

純 CSS 實現波浪效果

好，接下來才是本文的重點！使用純 CSS 的方式，實現波浪的效果。

你 TM 在逗我？剛剛不是還說使用 CSS 無能為力嗎？

是，我們沒有辦法直接繪製出三次貝塞爾曲線，但是我們可以利用一些討巧的方法，模擬達到波浪運動時的效果，姑且把下面這種方法看作一種奇技淫巧。

原理

原理十分簡單，我們都知道，一個正方形，給它新增 border-radius: 50%，將會得到一個圓形。

border-radius：用來設定邊框圓角，當使用一個半徑時確定一個圓形。

好的，如果 border-radius 沒到 50%，但是接近 50% ，我們會得到一個這樣的圖形：

注意邊角，整個圖形給人的感覺是有點圓，卻不是很圓。額，這不是廢話嗎

好的，那整這麼個圖形又有什麼用？還能變出波浪來不成？

沒錯！就是這麼神奇。:) 我們讓上面這個圖形滾動起來(rotate) ，看看效果：

可能很多人看到這裡還沒懂旋轉起來的意圖，仔細盯著一邊看，是會有類似波浪的起伏效果的。

而我們的目的，就是要藉助這個動態變換的起伏動畫，模擬製造出類似波浪的效果。

實現

當然，這裡看到是全景實現圖，所以感覺並不明顯，OK，讓我們用一個個例子看看具體實現起來能達到什麼樣的效果。

我們利用上面原理可以做到的一種波浪運動背景效果圖：

後面漂浮的波浪效果，其實就是利用了上面的 border-radius: 45% 的橢圓形，只是放大了很多倍，視野之外的圖形都 overflow: hidden ，只留下了一條邊的視野，並且增加了一些相應的 transform 變換。

注意，這裡背景是藍色靜止的，運動是白色的橢圓形。

程式碼也很簡單，SCSS 程式碼如下：

body {
    position: relative;
    align-items: center;
    min-height: 100vh;
    background-color: rgb(118, 218, 255);
    overflow: hidden;

    &:before, &:after {
        content: "";
        position: absolute;
        left: 50%;
        min-width: 300vw;
        min-height: 300vw;
        background-color: #fff;
        animation-name: rotate;
        animation-iteration-count: infinite;
        animation-timing-function: linear;
    }

    &:before {
        bottom: 15vh;
        border-radius: 45%;
        animation-duration: 10s;
    }

    &:after {
        bottom: 12vh;
        opacity: .5;
        border-radius: 47%;
        animation-duration: 10s;
    }
}

@keyframes rotate {
    0% {
        transform: translate(-50%, 0) rotateZ(0deg);
    }
    50% {
        transform: translate(-50%, -2%) rotateZ(180deg);
    }
    100% {
        transform: translate(-50%, 0%) rotateZ(360deg);
    }
}

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body {

position: relative;

align-items: center;

min-height: 100vh;

background-color: rgb(118, 218, 255);

overflow: hidden;

&:before, &:after {

content: "";

position: absolute;

left: 50%;

min-width: 300vw;

min-height: 300vw;

background-color: #fff;

animation-name: rotate;

animation-iteration-count: infinite;

animation-timing-function: linear;

}

&:before {

bottom: 15vh;

border-radius: 45%;

animation-duration: 10s;

}

&:after {

bottom: 12vh;

opacity: .5;

border-radius: 47%;

animation-duration: 10s;

}

@keyframes rotate {

0% {

transform: translate(-50%, 0) rotateZ(0deg);

}

50% {

transform: translate(-50%, -2%) rotateZ(180deg);

}

100% {

transform: translate(-50%, 0%) rotateZ(360deg);

}

為了方便寫 DEMO，用到的長度單位是 VW 與 VH，不太瞭解這兩個單位的可以戳這裡：vh、vw、vmin、vmax 知多少

CSS demo
可能有部分同學，還存在疑問，OK，那我們把上面的效果縮小 10 倍，將視野之外的動畫也補齊，那麼其實生成波浪的原理是這樣的：

圖中的虛線框就是我們實際的視野範圍。

值得探討的點

值得注意的是，要看到，這裡我們生成波浪，並不是利用旋轉的橢圓本身，而是利用它去切割背景，產生波浪的效果。那為什麼不直接使用旋轉的橢圓本身模擬波浪效果呢？因為

中間高，兩邊低的效果不符合物理學原理，看上去十分別扭；

可以點進去看看下面這個例子：

CodePen Demo — pure css wave

使用純 CSS 實現波浪進度圖

好，既然掌握了這種方法，下面我們就使用純 CSS 實現上面最開始使用 SVG 或者 CANVAS 才能實現的波浪進度圖。

HTML 結構如下：

<div class="container">
    <div class="wave"/>
</div>

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CSS 程式碼如下：

.wave {
    position: relative;
    width: 200px;
    height: 200px;
    background-color: rgb(118, 218, 255);
    border-radius: 50%;
 
    &::before,
    &::after{
        content: "";
        position: absolute;
        width: 400px;
        height: 400px;
        top: 0;
        left: 50%;
        background-color: rgba(255, 255, 255, .4);
        border-radius: 45%;
        transform: translate(-50%, -70%) rotate(0);
        animation: rotate 6s linear infinite;
        z-index: 10;
    }
    
    &::after {
        border-radius: 47%;
        background-color: rgba(255, 255, 255, .9);
        transform: translate(-50%, -70%) rotate(0);
        animation: rotate 10s linear -5s infinite;
        z-index: 20;
    }
}

@keyframes rotate {
    50% {
        transform: translate(-50%, -73%) rotate(180deg);
    } 100% {
        transform: translate(-50%, -70%) rotate(360deg);
    }
}

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.wave {

position: relative;

width: 200px;

height: 200px;

background-color: rgb(118, 218, 255);

border-radius: 50%;

&::before,

&::after{

content: "";

position: absolute;

width: 400px;

height: 400px;

top: 0;

left: 50%;

background-color: rgba(255, 255, 255, .4);

border-radius: 45%;

transform: translate(-50%, -70%) rotate(0);

animation: rotate 6s linear infinite;

z-index: 10;

}

&::after {

border-radius: 47%;

background-color: rgba(255, 255, 255, .9);

transform: translate(-50%, -70%) rotate(0);

animation: rotate 10s linear -5s infinite;

z-index: 20;

}

@keyframes rotate {

50% {

transform: translate(-50%, -73%) rotate(180deg);

} 100% {

transform: translate(-50%, -70%) rotate(360deg);

}

效果圖：

CodePen Demo — Pure Css Wave Loading

雖然效果差了一點點，但是相較於要使用學習成本更高的 SVG 或者 CANVAS，這種純 CSS 方法無疑可使用的場景更多，學習成本更低！

一些小技巧

單純的讓一個 border-radius 接近 50 的橢圓形旋轉，動畫效果可能不是那麼好，我們可以適當的新增一些其他變換因素，讓動畫效果看上去更真實：

在動畫過程中，動態的改變 border-radius 的值；
在動畫過程中，利用 transform 對旋轉橢圓進行輕微的位移、變形；
上面也演示到了，多個橢圓同時轉動，賦予不同時長的動畫，並且新增輕微的透明度，讓整個效果更佳逼真。

最後

系列 CSS 文章彙總在我的 Github ，持續更新，歡迎點個 star 訂閱收藏。

好了，本文到此結束，希望對你有幫助 :)

如果還有什麼疑問或者建議，可以多多交流，原創文章，文筆有限，才疏學淺，文中若有不正之處，萬望告知。

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原理

實現

值得探討的點

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一些小技巧

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