CSS3打造十种炫酷Loading动画实战

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简介:在现代网页设计中,加载动画是提升用户体验的重要元素。本文详细讲解如何使用CSS3实现十种常见且美观的Loading效果,涵盖旋转线圈、脉冲、环形进度条、旋转方块、滑动线条、彩色点旋转、立方体旋转、波纹扩散、文字动画和环形旋转点等。这些效果依托CSS3核心特性如@keyframes动画、transform变换、渐变背景与透明度控制,并部分结合SVG技术,具备良好视觉表现力。文章强调动画实现原理与HTML+CSS结构配合,同时提醒注意浏览器兼容性及性能优化,帮助开发者在实际项目中合理应用加载动画。

1. CSS3 Loading动画设计概述

在现代Web开发中,用户体验的流畅性与视觉反馈的即时性密不可分。当页面数据正在加载、请求尚未返回时,一个精心设计的Loading动画不仅能缓解用户的等待焦虑,还能提升产品的专业感与品牌调性。CSS3的出现彻底改变了前端动效的实现方式,无需依赖JavaScript或图片资源,仅通过纯CSS即可创建丰富多样的动画效果。

核心技术机制解析

CSS3动画的核心依赖于 @keyframes 规则与 animation 属性的协同工作。通过 @keyframes 定义动画关键帧,开发者可精确控制元素在不同时间点的样式状态;而 animation 属性则负责调度动画的持续时间、延迟、重复次数及缓动函数等行为。

@keyframes spin {
  0% { transform: rotate(0deg); }
  100% { transform: rotate(360deg); }
}
.loading-spinner {
  animation: spin 1s linear infinite;
}

上述代码实现了最基础的无限旋转动画,其中 transform: rotate() 在二维空间中进行角度变换,结合 animation-iteration-count: infinite 形成持续动效。更进一步地, transform-origin 可用于调整旋转中心点,默认为元素中心(50% 50%),适用于Spinner类组件的精准定位。

硬件加速与性能优化原理

为了确保动画流畅运行,应尽可能利用GPU进行渲染加速。通过设置 transform opacity 这类不会触发重排(reflow)或重绘(repaint)的属性,配合 will-change: transform 提前告知浏览器该元素将发生变换,可有效激活硬件加速:

.loading-spinner {
  will-change: transform;
  transform: translateZ(0);
}

此外,避免使用会引发布局变化的属性如 top/left 替代 transform: translate() ,能显著减少页面性能开销。在移动端尤其重要,因设备资源有限,低帧率动画易造成卡顿感知。

动画类型与场景适配策略

不同业务场景对Loading动画的设计需求各异。轻量级交互提示(如按钮点击)适合使用微小脉冲或旋转图标,强调快速响应;而复杂数据加载(如报表生成、图像处理)则宜采用具进度指示性的环形条或波纹扩散效果,增强用户对耗时操作的心理预期。

设计原则应遵循“形式服务于功能”:动画不应喧宾夺主,而是作为信息传递的辅助手段。例如,在暗色主题界面中使用高对比度色彩提升可见性,或在国际化项目中避免文化敏感图形。

本章为后续具体动画实现奠定了理论基础,下一章将深入探讨 旋转类Loading动画 的技术细节与实战编码方案。

2. 旋转类Loading动画的理论与实践

在现代Web界面设计中,加载状态是用户交互流程中不可避免的一环。当资源尚未完成获取时,一个直观、流畅且视觉上富有吸引力的旋转类Loading动画不仅能够有效传达“系统正在工作”的信息,还能显著提升用户体验的连贯性与专业感。这类动画广泛应用于数据请求、页面跳转、文件上传等场景,其核心在于通过连续的旋转运动模拟动态过程。本章将深入探讨基于CSS3的旋转类Loading动画实现机制,从底层变换原理到具体视觉效果构建,涵盖HTML结构设计、关键帧动画控制、多元素协同动画节奏调节以及性能优化策略等多个维度。

旋转类动画之所以成为Loading动效中最常见的形式之一,是因为它天然具备循环性和无方向终点的特点——这恰好契合了“等待”这一非终结状态的心理预期。不同于线性进度条需要明确的起止点,旋转动画可以通过无限循环的方式自然表达持续进行的状态。更重要的是,借助 transform: rotate() @keyframes 规则,开发者可以仅用纯CSS实现高性能、低开销的动画效果,无需引入JavaScript或图像资源,极大提升了可维护性与跨平台兼容性。

2.1 基于transform: rotate的旋转动画机制

旋转动画的核心驱动力来自于CSS中的 transform 属性,尤其是其中的 rotate() 函数。该函数允许元素围绕其变换原点(默认为元素中心)在二维平面上执行角度变化,从而形成视觉上的转动效果。结合 animation 属性与 @keyframes 定义的关键帧序列,我们可以精确控制旋转的速度、方向、缓动曲线及循环行为,构建出稳定而优雅的加载指示器。

2.1.1 transform属性的工作原理解析

transform 是CSS变形模块的核心属性,用于对元素进行缩放(scale)、旋转(rotate)、倾斜(skew)和平移(translate)等几何变换操作。这些变换发生在渲染层的独立坐标空间内,并不会影响文档流布局,即变换后的元素仍占据原始位置的空间,但视觉呈现已发生改变。

.loading-spinner {
  transform: rotate(45deg);
}

上述代码表示将 .loading-spinner 元素顺时针旋转45度。值得注意的是, transform 的操作是在GPU层面完成的,这意味着浏览器会尝试将其提升至合成层(compositing layer),利用硬件加速来提高动画性能。这也是为什么 transform 被广泛推荐作为动画实现手段的原因之一——它避免了频繁的重排(reflow)和重绘(repaint),仅触发复合(composite)阶段的更新。

变换类型 函数语法 描述
平移 translate(x, y) 沿X轴和Y轴移动元素
缩放 scale(sx, sy) 按比例放大或缩小元素
旋转 rotate(angle) 围绕Z轴旋转指定角度
倾斜 skew(ax, ay) 对元素进行斜切变形

图示: 下面是一个使用Mermaid绘制的 transform 作用流程图:

graph TD
    A[元素渲染] --> B{是否应用transform?}
    B -- 是 --> C[创建独立变换矩阵]
    C --> D[计算新坐标位置]
    D --> E[提交至GPU合成层]
    E --> F[最终屏幕绘制]
    B -- 否 --> G[直接进入绘制流程]

此流程说明了 transform 如何在不影响布局的前提下,通过矩阵运算完成视觉变形并交由GPU处理,从而实现高效动画。

2.1.2 rotate()函数在二维空间中的应用

rotate(angle) 函数接受一个角度值作为参数,支持单位包括 deg (度)、 rad (弧度)、 turn (圈数)等。例如:

  • rotate(90deg) :顺时针旋转90度
  • rotate(0.25turn) :相当于90度,更语义化
  • rotate(π/2) :需使用 calc() 配合 rad 单位,如 rotate(calc(3.14159 / 2))

在Loading动画中,我们通常希望实现 连续360度旋转 ,因此关键帧应覆盖从 0deg 360deg 的变化过程。以下是一个典型的旋转动画定义:

@keyframes spin {
  from {
    transform: rotate(0deg);
  }
  to {
    transform: rotate(360deg);
  }
}

.spinner {
  width: 50px;
  height: 50px;
  border: 4px solid #f3f3f3;
  border-top: 4px solid #3498db;
  border-radius: 50%;
  animation: spin 1s linear infinite;
}
代码逻辑逐行解读:
  1. @keyframes spin :定义名为 spin 的动画序列。
  2. from { transform: rotate(0deg); } :动画起始状态,元素未旋转。
  3. to { transform: rotate(360deg); } :动画结束状态,元素完成一圈旋转。
  4. .spinner :目标元素样式设置。
  5. border 设置四边浅色边框, border-top 单独设为深蓝色,制造“缺口”感。
  6. border-radius: 50% 实现圆形外观。
  7. animation: spin 1s linear infinite; 启动动画:名称 spin 、持续时间 1秒 、线性速度、无限循环。

这种“单边着色+旋转”的技巧常用于模拟经典的环形加载图标,因其实现简单且视觉辨识度高,被众多框架(如Bootstrap、Ant Design)采纳为默认加载动画。

2.1.3 动画时间函数(ease, linear, cubic-bezier)的选择策略

动画的时间函数(timing function)决定了属性值随时间变化的速率分布,直接影响动画的“质感”。CSS提供了多种预设函数,也可通过 cubic-bezier() 自定义贝塞尔曲线。

时间函数 效果描述 适用场景
ease 默认值,先快后慢 一般过渡动画
linear 匀速运动 机械式旋转、持续加载
ease-in 起始慢,逐渐加快 入场动画
ease-out 起始快,逐渐减慢 出场动画
ease-in-out 两端慢,中间快 平滑往返动画
cubic-bezier(x1,y1,x2,y2) 自定义加速度曲线 高级动效调校

对于旋转类Loading动画, 推荐使用 linear ,因为用户期望看到稳定、规律的节奏以判断系统是否仍在运行。若采用 ease ease-in-out ,会导致视觉上出现“卡顿”或“呼吸感”,反而引发焦虑。

然而,在某些特殊设计中,也可以尝试轻微变速来增强拟物感。例如,模拟电机启动过程:

@keyframes spin-startup {
  0% {
    transform: rotate(0deg);
    animation-timing-function: cubic-bezier(0.2, 0, 0.8, 1);
  }
  50% {
    transform: rotate(180deg);
  }
  100% {
    transform: rotate(360deg);
  }
}

此处使用 cubic-bezier(0.2, 0, 0.8, 1) 实现平滑加速再匀速的过程,模拟设备“启动—稳定运转”的物理特性。虽然增加了复杂度,但在特定品牌风格中可能更具表现力。

2.2 旋转线圈加载效果实现

旋转线圈(Spinning Coil)是一种极具识别度的Loading动画,常见于Apple产品、Material Design等设计语言中。其特征是由多个同心弧段组成环形轮廓,随着旋转过程中颜色渐变或透明度变化,营造出流动的视觉轨迹。

2.2.1 HTML结构搭建与伪元素布局技巧

最简洁的实现方式是使用单一元素配合 :before :after 伪元素来扩展视觉层次。伪元素不占用额外DOM节点,适合用于装饰性图形。

<div class="coils-loader"></div>
.coils-loader {
  position: relative;
  width: 60px;
  height: 60px;
}

.coils-loader::before,
.coils-loader::after {
  content: '';
  position: absolute;
  top: 0;
  left: 0;
  width: 100%;
  height: 100%;
  border: 4px solid transparent;
  border-top-color: #e74c3c;
  border-radius: 50%;
  animation: rotate-coil 1.2s linear infinite;
}

.coils-loader::after {
  animation-delay: -0.6s;
}
参数说明:
  • position: relative :为伪元素提供定位上下文。
  • ::before , ::after :创建两个叠加的圆环。
  • border-top-color 设置顶部边框有色,其余透明,形成1/4圆弧。
  • animation-delay: -0.6s :使第二个伪元素提前开始动画,形成错相效果。

这种方式利用了CSS边框绘制圆弧的能力,避免了SVG或Canvas的复杂性。

2.2.2 使用@keyframes定义连续旋转动画

继续完善动画定义:

@keyframes rotate-coil {
  0% {
    transform: rotate(0deg);
  }
  100% {
    transform: rotate(360deg);
  }
}

该动画让每个伪元素持续旋转一周。由于两个伪元素共享同一动画,但设置了不同的延迟,它们将在不同时间点处于旋转路径的不同位置,从而形成“双线追逐”效果。

表格对比不同 animation-delay 下的视觉差异:

::before 延迟 ::after 延迟 视觉效果
0s -0.3s 快速交替,密集感强
0s -0.6s 中等间隔,平衡动感
0s -0.9s 宽松节奏,适合大尺寸

调整延迟值即可控制“线圈”之间的间距,进而适配不同UI风格需求。

2.2.3 实现平滑无卡顿的无限循环动画(animation-iteration-count: infinite)

animation-iteration-count: infinite 是确保动画永不停止的关键。但要真正实现“无卡顿”循环,还需注意以下几点:

  1. 首尾关键帧必须一致 :否则会出现跳跃。
  2. 避免使用 margin left 等触发布局的属性 :优先使用 transform
  3. 启用硬件加速 :通过 will-change 提示浏览器提前优化。
.coils-loader::before,
.coils-loader::after {
  will-change: transform;
}

此外,建议使用 requestAnimationFrame 级别的精度来同步多个动画片段。虽然CSS动画本身不可控,但可通过JavaScript动态注入关键帧来实现更精细的调度(进阶内容见第三章)。

2.3 环形旋转点动画实现

除了连续线条,离散的“点阵”旋转也是一种流行的Loading表现形式,常见于Google、Facebook等产品的加载提示中。

2.3.1 多层级嵌套元素的位置控制(relative与absolute定位协同)

实现四个小圆点围绕中心旋转,首先需建立正确的定位体系:

<div class="dots-loader">
  <div class="dot"></div>
  <div class="dot"></div>
  <div class="dot"></div>
  <div class="dot"></div>
</div>
.dots-loader {
  position: relative;
  width: 40px;
  height: 40px;
}

.dot {
  position: absolute;
  width: 10px;
  height: 10px;
  background-color: #3498db;
  border-radius: 50%;
  animation: bounce 1.4s ease-in-out infinite;
}

每个 .dot 使用绝对定位,相对于父容器居中分布。接下来通过JavaScript或手动计算角度放置:

.dot:nth-child(1) { top: 0; left: 50%; transform: translateX(-50%); }
.dot:nth-child(2) { right: 0; top: 50%; transform: translateY(-50%); }
.dot:nth-child(3) { bottom: 0; left: 50%; transform: translateX(-50%); }
.dot:nth-child(4) { left: 0; top: 50%; transform: translateY(-50%); }

2.3.2 opacity与transform组合动画的节奏调控

为了让圆点产生“弹跳”感,可结合透明度与缩放动画:

@keyframes bounce {
  0%, 100% {
    transform: scale(0);
    opacity: 0;
  }
  50% {
    transform: scale(1);
    opacity: 1;
  }
}

此动画模拟每个点依次出现、放大、消失的过程。但由于所有点默认同步,需引入延迟差。

2.3.3 利用animation-delay实现点阵时序差动画效果

.dot:nth-child(1) { animation-delay: 0s; }
.dot:nth-child(2) { animation-delay: 0.1s; }
.dot:nth-child(3) { animation-delay: 0.2s; }
.dot:nth-child(4) { animation-delay: 0.3s; }

这样就形成了依次点亮的效果。若改为负延迟,则可实现无缝衔接:

animation-delay: calc(-0.3s * (var(--i)));

Mermaid流程图展示动画时序调度:

gantt
    title 点阵动画时间轴(周期1.4s)
    dateFormat  X
    axisFormat %S
    section Dot Animation
    Dot 1       :a1, 0, 1.4
    Dot 2       :a2, 0.1, 1.4
    Dot 3       :a3, 0.2, 1.4
    Dot 4       :a4, 0.3, 1.4

每个点在各自延迟后开始相同的动画周期,整体呈现出波浪式传播的视觉韵律。

2.4 性能优化与视觉调校

即使是最简单的CSS动画,也可能因不当使用而导致性能问题,尤其是在低端设备或复杂页面中。

2.4.1 合理使用will-change触发GPU加速

will-change 告诉浏览器某个属性即将发生变化,建议提前将其提升到合成层:

.spinner {
  will-change: transform;
}

但过度使用会导致内存占用过高,应仅用于频繁动画的元素。

2.4.2 避免重排与重绘的关键技巧

  • ✅ 推荐:使用 transform opacity 进行动画(仅触发复合)
  • ❌ 避免:使用 width , height , margin , left 等布局属性
  • 🛠️ 工具:使用Chrome DevTools的“Rendering”面板开启“Paint Flashing”检测重绘区域

通过合理选择动画属性,可确保旋转类Loading动画在各种环境下均保持60fps流畅运行,真正实现“看不见的性能优化”。

3. 几何形态变化动画的技术实现路径

在现代前端动效设计中,几何形态的变化不仅是视觉吸引力的核心来源之一,更是用户感知系统状态的重要媒介。相较于简单的旋转或位移动画,基于 transform opacity 与布局结构协同控制的几何动画能够模拟出更接近物理世界的行为特征——如脉冲扩张、弹性反弹、渐进显现等。这类动画广泛应用于按钮反馈、加载提示、状态过渡等交互场景中,其技术实现融合了CSS变换模型、关键帧调度机制以及视觉节奏控制等多个维度。本章将深入剖析三种典型几何动画的技术路径:脉冲效果(Pulse)、旋转方块(Rotating Square)和彩色点阵旋转(Colorful Dot Spinner),通过从原理到实现再到优化的完整链条,揭示如何利用纯CSS构建具有动态美感与性能保障的Loading组件。

3.1 脉冲效果(Pulse)动画的物理模拟原理

脉冲动画是一种模仿心跳节律或能量扩散行为的视觉反馈形式,常见于轻量级加载指示器或点击响应提示。其核心在于通过 scale() 缩放与 opacity 透明度的同步变化,营造出由中心向外逐步扩张并淡出的“呼吸感”。这种动画虽然结构简单,但若缺乏对时间函数与层级叠加的精细调控,则容易显得生硬或失真。

3.1.1 scale变换模拟心跳扩张收缩过程

transform: scale() 是CSS中最直接的尺寸变换方式,允许元素在其原始尺寸基础上进行等比放大或缩小。在脉冲动画中,通常使用 scale(1) 作为静止状态, scale(1.5) 或更高值作为最大扩张状态,再配合 animation-timing-function 控制加速曲线,以逼近真实生物节律的非线性变化。

.pulse {
  width: 40px;
  height: 40px;
  background-color: #007bff;
  border-radius: 50%;
  animation: pulse-expand 1.2s ease-out infinite;
}

@keyframes pulse-expand {
  0% {
    transform: scale(0.8);
    opacity: 0.6;
  }
  50% {
    transform: scale(1.4);
    opacity: 0;
  }
  100% {
    transform: scale(0.8);
    opacity: 0.6;
  }
}

逻辑分析:

  • transform: scale(0.8) 设置初始轻微压缩状态,避免从完全消失开始造成突兀感;
  • 动画运行至50%时达到最大膨胀 scale(1.4) ,同时 opacity 降至0,实现“爆发后消散”的视觉效果;
  • 使用 ease-out 缓动函数使扩张速度快、收缩速度慢,符合自然界中能量释放的惯性规律;
  • animation-iteration-count: infinite 确保无限循环播放,形成持续脉动。
参数 说明
scale(x) 沿X/Y轴缩放元素,>1为放大,<1为缩小
animation-duration 控制单次动画周期长度,默认单位为秒(s)
animation-timing-function 定义动画速度曲线,支持 linear , ease , cubic-bezier()
animation-delay 延迟动画启动时间
animation-fill-mode 决定动画外阶段样式保持行为
flowchart TD
    A[起始状态 scale(0.8), opacity(0.6)] --> B[50%: scale(1.4), opacity(0)]
    B --> C[100%: 回归起始状态]
    C --> D{是否继续?}
    D -- 是 --> A
    D -- 否 --> E[停止动画]

该流程图展示了脉冲动画的关键帧流转逻辑。每一周期都经历“准备→爆发→衰减→复位”四个阶段,构成完整的脉动循环。

3.1.2 利用opacity实现透明度渐变融合

仅靠 scale 无法完成真实的“消散”感,必须结合 opacity 的渐变才能实现视觉上的自然融合。特别是在多层叠加的情况下,透明度的变化决定了各层之间的混合层次与深度感知。

@keyframes pulse-fade {
  from {
    opacity: 0.8;
  }
  to {
    opacity: 0;
  }
}

上述动画可独立作用于背景层,用于模拟光晕扩散。当多个此类动画错时播放时,能产生连续涟漪的效果。需要注意的是,频繁的 opacity 变化可能触发合成层重绘,因此建议将其与 will-change: opacity 结合使用以提前激活GPU合成。

参数说明:

  • opacity: 0 表示完全透明,但仍占据文档流;
  • 不推荐使用 visibility: hidden 替代,因其不具备过渡能力;
  • 若需彻底移除渲染开销,应在动画结束后通过JS切换 display: none

3.1.3 多层同心圆叠加增强立体感

单一脉冲缺乏空间维度,而通过嵌套多个 .pulse 元素并设置不同的延迟与颜色,可以构建出具有纵深感的同心波纹效果。

<div class="pulse-container">
  <div class="pulse"></div>
  <div class="pulse pulse-delay-1"></div>
  <div class="pulse pulse-delay-2"></div>
</div>
.pulse-container {
  position: relative;
  width: 60px;
  height: 60px;
}

.pulse {
  position: absolute;
  top: 0; left: 0;
  width: 100%; height: 100%;
  background-color: rgba(0, 123, 255, 0.2);
  border-radius: 50%;
  animation: pulse-expand 1.2s ease-out infinite;
}

.pulse-delay-1 {
  animation-delay: 0.2s;
}

.pulse-delay-2 {
  animation-delay: 0.4s;
}

逐行解读:

  • .pulse-container 使用相对定位作为所有子元素的参考系;
  • 每个 .pulse 均绝对定位且填充父容器,保证同心对齐;
  • rgba() 颜色设置低饱和度蓝,增强科技感;
  • animation-delay 实现时序差,使外圈依次延后展开,模拟真实波纹传播。
层级 动画延迟 视觉角色
第一层 0s 主核心发光体
第二层 0.2s 初级扩散环
第三层 0.4s 次级余波

此结构可通过JavaScript动态生成更多层数,适用于需要高度定制化的加载指示器。

3.2 旋转方块动画实现

旋转方块类Loading动画以其简洁有力的几何美感著称,常用于强调数据处理中的稳定性和秩序感。与圆形旋转不同,正方形在旋转过程中会因角点轨迹形成明显的动态轮廓,这对锚点控制与动画平滑性提出了更高要求。

3.2.1 正方形元素的中心锚点调整(transform-origin设置)

默认情况下, transform-origin 的值为 50% 50% ,即元素中心,但在某些布局环境下(如浮动、flex偏移),实际旋转轴可能出现偏差。显式声明锚点位置是确保旋转精准的关键。

.square-loader {
  width: 30px;
  height: 30px;
  background-color: #dc3545;
  margin: 50px auto;
  animation: spin 1s linear infinite;
  transform-origin: center center;
}

参数解释:

  • transform-origin: center center 明确指定旋转原点为水平与垂直居中;
  • 可用数值表示如 15px 15px ,对应左上角为原点的偏移量;
  • 若设为 top left ,则围绕左上角旋转,形成摆锤式运动。

3.2.2 关键帧动画中rotate角度的精确控制

为了实现匀速旋转,应采用 linear 时间函数,并在 @keyframes 中定义完整的360°旋转路径。

@keyframes spin {
  0% {
    transform: rotate(0deg);
  }
  100% {
    transform: rotate(360deg);
  }
}

执行逻辑说明:

  • 动画从0度开始,逐步增加旋转角度;
  • 浏览器自动插值中间帧,每毫秒更新一次 transform 矩阵;
  • 若使用 from/to 语法,则只能表达两个状态,不利于中途暂停或反向播放。

此外,若希望实现“弹性回弹”风格,可改用非线性关键帧:

@keyframes elastic-spin {
  0% { transform: rotate(0deg); }
  70% { transform: rotate(380deg); }
  100% { transform: rotate(360deg); }
}

该动画先超调至380°再回调至360°,产生类似弹簧过冲的效果,提升趣味性。

pie
    title 动画时间函数选择对比
    “linear” : 30
    “ease” : 20
    “ease-in” : 15
    “ease-out” : 15
    “cubic-bezier(0.68, -0.55, 0.265, 1.55)” : 20

该饼图反映了不同场景下缓动函数的适用比例。对于机械式旋转, linear 占主导;而对于拟物化动画,高阶贝塞尔曲线更具表现力。

3.2.3 添加阴影与背景对比提升视觉层次

单纯的红色方块易被背景吞噬,添加投影可显著增强立体感与动感识别度。

.square-loader {
  box-shadow: 0 4px 8px rgba(220, 53, 69, 0.3),
              inset 0 1px 0 rgba(255, 255, 255, 0.4);
  background: linear-gradient(to bottom, #f8d7da, #dc3545);
}

特性说明:

  • box-shadow 创建外部投影,模拟光源照射效果;
  • inset 内阴影增强边缘锐利感;
  • 渐变背景减少色块单调性,提升材质质感;
  • 阴影颜色与主色调一致,保持色彩统一性。

3.3 彩色点旋转加载实现

点阵式旋转Loading以其活泼灵动的节奏广受欢迎,尤其适合移动端或年轻化产品界面。其实现依赖于布局均分、动画延迟控制与状态交互管理三大核心技术。

3.3.1 使用flex布局均分布局多个圆点

借助Flexbox的自动分配能力,可轻松实现等距排列的点阵结构。

<div class="dot-spinner">
  <div class="dot"></div>
  <div class="dot"></div>
  <div class="dot"></div>
  <div class="dot"></div>
</div>
.dot-spinner {
  display: flex;
  justify-content: space-around;
  width: 80px;
  height: 80px;
}

.dot {
  width: 12px;
  height: 12px;
  background: currentColor;
  border-radius: 50%;
  animation: bounce 1.4s ease-in-out infinite;
}

布局优势分析:

  • justify-content: space-around 确保每个点周围留白相等;
  • 所有点共享相同类名,便于统一动画控制;
  • currentColor 继承父级文字颜色,方便主题适配。

3.3.2 JavaScript辅助生成动画延迟值(可选增强方案)

为实现“逐个点亮”的波浪式入场效果,需为每个点设置递增的 animation-delay 。手动编写冗余,可用JS动态注入。

document.querySelectorAll('.dot').forEach((dot, index) => {
  const delay = (index * 0.15) + 's';
  dot.style.animationDelay = delay;
});

运行机制:

  • 遍历所有 .dot 元素;
  • 根据索引计算延迟时间(例如第0个0s,第1个0.15s……);
  • 直接修改内联样式,优先级高于外部CSS;
  • 支持动态增删节点后的重新计算。
点序号 延迟时间 视觉节奏
0 0.00s 起始触发
1 0.15s 第一波峰
2 0.30s 中心过渡
3 0.45s 尾部收束

3.3.3 动态控制animation-play-state实现启停交互

在实际应用中,可能需要根据API请求状态暂停或恢复动画。

.dot {
  animation-play-state: running;
}

.paused .dot {
  animation-play-state: paused;
}
const container = document.querySelector('.dot-spinner');
container.classList.add('paused'); // 暂停动画
container.classList.remove('paused'); // 恢复播放

这种方式无需重新定义 @keyframes ,即可实现高效的状态切换,特别适用于调试或无障碍模式下的动画关闭需求。

| 技术手段 | 优点 | 缺点 |
|----------|------|------|
| CSS-only延迟 | 兼容性好 | 修改不便 |
| JS动态生成 | 灵活可控 | 依赖脚本 |
| animation-play-state | 性能友好 | 仅控制播放/暂停 |

综上所述,几何形态变化动画不仅依赖于基础属性的正确使用,更需综合考虑视觉节奏、性能优化与交互扩展性。通过对 transform opacity animation 三者的协同调度,结合现代布局模型与脚本增强,开发者能够在不牺牲性能的前提下,创造出极具表现力的Loading体验。

4. 高级绘制与图形控制动画技术

在现代Web界面设计中,Loading动画早已超越了简单的旋转提示,逐步演进为一种融合视觉美学、动效逻辑与性能考量的综合表达方式。当基础的 transform opacity 动画已无法满足产品对“精致感”与“科技感”的追求时,开发者需要借助更高级的图形绘制与控制手段来实现更具表现力的加载效果。本章聚焦于三种典型且广泛应用的高级动画形式—— 环形进度条绘制动画、滑动线条流动效果、波纹扩散动效 ,深入剖析其背后的核心原理,并结合实际代码实现,揭示如何通过CSS与SVG等技术协同构建流畅自然的动态反馈系统。

这些动画不仅具备强烈的视觉引导性,还能精确反映加载进程的状态变化,适用于数据请求、文件上传、系统初始化等关键交互场景。更重要的是,它们大多基于硬件加速属性(如 stroke-dashoffset background-position scale )进行驱动,避免频繁触发重排(reflow)与重绘(repaint),从而在保障用户体验的同时维持良好的运行时性能。

我们将从最典型的 环形进度条 入手,解析其依赖的SVG路径描边机制;随后探讨利用CSS渐变背景实现无限流动的 滑动线条 ;最后通过伪元素堆叠与时间调度算法,还原真实物理世界中的 波纹扩散 现象。每一节都将包含可复用的代码模板、参数说明、性能优化建议以及可视化流程图,帮助读者建立完整的实现路径认知。

4.1 环形进度条加载实现

环形进度条是当前Web应用中最常见的加载指示器之一,广泛应用于仪表盘、表单提交、视频缓冲等场景。它不仅能提供明确的等待反馈,还可直观展示加载百分比。与传统旋转动画不同,环形进度条强调“绘制过程”的视觉模拟,即像一支笔沿着圆周逐步画出完整轨迹。这种效果的核心实现依赖于SVG的 stroke-dasharray stroke-dashoffset 属性配合CSS关键帧动画完成。

4.1.1 SVG stroke-dasharray与stroke-dashoffset工作原理解密

要理解环形进度条的绘制机制,必须首先掌握SVG中两个关键描边属性的工作原理: stroke-dasharray stroke-dashoffset

  • stroke-dasharray :定义描边线的虚线模式,接收一组数值,表示“实线长度”与“空白长度”的交替序列。例如, stroke-dasharray="10,5" 表示每10单位实线后留5单位空白。
  • stroke-dashoffset :定义虚线图案的起始偏移量,正值表示向路径起点方向偏移,负值则相反。通过改变该值,可以实现“虚线移动”的视觉效果。

在环形进度条中,我们并不真正使用虚线,而是将整个圆周视为一条闭合路径,将其“实线段”设置为总周长,“空白段”设为0或极大值,然后通过减少 dashoffset 的方式,让“实线部分”从完整状态逐渐缩短,形成逆向“绘制”动画。

这一机制的本质是一种 视觉欺骗 :并非真的在绘制路径,而是通过调整可见段落的位置与长度,模拟出路径被逐步填充的过程。由于该操作仅涉及GPU可优化的属性( stroke-* ),因此动画极为流畅,适合高帧率渲染。

下面是一个Mermaid流程图,描述了环形进度条从初始状态到最终完成的动画逻辑流转:

graph TD
    A[计算SVG圆形路径周长] --> B[设置stroke-dasharray = 周长, 周长]
    B --> C[初始stroke-dashoffset = 周长]
    C --> D[启动@keyframes动画]
    D --> E[animate dashoffset 从 周长 → 0]
    E --> F[视觉上路径从无到有被“绘制”]
    F --> G[完成加载,显示100%状态]

该流程清晰地展示了动画的结构化步骤:先准备路径数据,再配置虚线参数,最后通过CSS动画驱动偏移量变化,实现“反向擦除”效果。

为了便于理解,以下表格对比了两种常见实现方式的技术差异:

特性 SVG + stroke-dasharray 方案 Canvas 绘制方案
实现复杂度 中等(需计算周长) 高(需JavaScript控制)
动画流畅性 极高(纯CSS/GPU加速) 受JS执行频率影响
可访问性 支持ARIA标签 需额外添加辅助文本
响应式支持 良好(配合viewBox) 需手动重绘
浏览器兼容性 IE9+(部分需polyfill) IE9+
是否可SEO 是(DOM节点存在) 否(图像输出)

可以看出,SVG方案在大多数现代前端项目中具有显著优势,尤其适合静态结构+动态样式的组合需求。

4.1.2 计算周长并设置初始空白段落

要实现精准的环形绘制动画,第一步是准确计算圆形路径的周长。对于一个标准的SVG <circle> 元素,其周长公式为:

C = 2 \pi r

其中 $r$ 是半径。假设我们创建一个半径为40px的圆,则其周长为:

C = 2 \times \pi \times 40 \approx 251.33\text{px}

我们将此值作为 stroke-dasharray 的第一个参数,表示“实线段长度”,第二个参数可设为相同值或更大,确保空白区域足够容纳整个路径。同时,初始 stroke-dashoffset 也设为该周长值,使得整条路径处于“不可见”状态(相当于虚线起点刚好落在路径末尾)。当 dashoffset 逐渐减小至0时,实线段逐步显现,形成顺时针绘制效果。

以下是HTML结构与CSS样式示例:

<svg width="100" height="100" viewBox="0 0 100 100">
  <circle 
    cx="50" cy="50" r="40"
    fill="none"
    stroke="#e6e6e6"
    stroke-width="8"
  />
  <circle 
    class="progress-ring"
    cx="50" cy="50" r="40"
    fill="none"
    stroke="#007BFF"
    stroke-width="8"
    stroke-linecap="round"
    transform="rotate(-90 50 50)"
    stroke-dasharray="251.33, 251.33"
    stroke-dashoffset="251.33"
  />
</svg>
.progress-ring {
  transition: stroke-dashoffset 0.35s ease-in-out;
}

/* 动态类名控制加载状态 */
.loading .progress-ring {
  animation: draw-circle 2s linear forwards;
}

@keyframes draw-circle {
  0% {
    stroke-dashoffset: 251.33;
  }
  100% {
    stroke-dashoffset: 0;
  }
}
代码逻辑逐行解读:
  1. SVG容器 viewBox="0 0 100 100" 确保图形响应式缩放;
  2. 底圈(灰色) :用于显示背景轨道,增强对比;
  3. 进度圈(蓝色)
    - transform="rotate(-90 50 50)" :将起始点从默认的3点钟方向转至12点方向,符合常规加载习惯;
    - stroke-linecap="round" :使端点呈圆头,提升美观度;
    - stroke-dasharray="251.33, 251.33" :设定实线与空白各占约251px,构成完整一圈;
    - stroke-dashoffset="251.33" :初始完全隐藏;
  4. CSS动画 draw-circle 关键帧从 251.33 降至 0 ,实现路径“绘制”。

⚠️ 注意:若需支持动态百分比控制(如显示60%加载),可通过JavaScript动态计算目标 dashoffset 值:

$$
\text{targetOffset} = \text{totalLength} \times (1 - \frac{\text{percent}}{100})
$$

4.1.3 利用@keyframes动态修改offset实现“绘制”效果

虽然上述示例已能实现基本动画,但在真实项目中往往需要更精细的控制。例如,支持暂停、恢复、速率调节、多阶段动画等。此时应充分利用CSS @keyframes 的灵活性,结合自定义缓动函数与分段动画策略。

考虑如下增强版动画定义:

@keyframes draw-segmented {
  0% {
    stroke-dashoffset: 251.33;
    stroke: #007BFF;
  }
  70% {
    stroke-dashoffset: 50.27; /* 约80%进度 */
  }
  90% {
    stroke-dashoffset: 25.13; /* 接近完成 */
  }
  100% {
    stroke-dashoffset: 0;
    stroke: #28a745; /* 完成后变为绿色 */
  }
}

该动画模拟了“先快后慢再突进”的加载节奏,更贴近真实网络延迟体验。此外,颜色变化也提供了状态语义强化。

我们还可以引入 animation-timing-function 来自定义速度曲线:

.loading-fast .progress-ring {
  animation: draw-circle 1s cubic-bezier(0.25, 0.1, 0.25, 1) forwards;
}

.loading-slow .progress-ring {
  animation: draw-circle 3s cubic-bezier(0.42, 0, 0.58, 1) forwards;
}

其中 cubic-bezier(0.25, 0.1, 0.25, 1) 为标准 ease-in-out ,而后者接近线性但略有起伏,适合长时间任务的心理预期管理。

进一步地,结合JavaScript可实现动态绑定:

function setProgress(percent) {
  const circle = document.querySelector('.progress-ring');
  const radius = 40;
  const circumference = 2 * Math.PI * radius;
  const offset = circumference - (percent / 100) * circumference;
  circle.style.strokeDashoffset = offset;
}
// 使用:setProgress(75); // 设置为75%

这种方式允许外部状态(如AJAX进度事件)实时驱动UI更新,实现真正的“进度同步”。

综上所述,环形进度条虽看似简单,但其背后涉及几何计算、动画调度、性能优化等多个维度。正确运用 stroke-dasharray dashoffset ,不仅能创造出专业级加载动效,也为后续复杂图形动画打下坚实基础。

4.2 滑动线条效果实现

滑动线条动画常用于模拟信号流动、数据传输或扫描过程,其特点是具有连续性、方向性和节奏感。与静态装饰线不同,这类动画强调“运动轨迹”的存在感,通常表现为条纹背景沿固定方向匀速或变速移动。其实现核心在于利用CSS的 linear-gradient 生成重复图案,并通过 background-position 属性驱动位移动画。

4.2.1 linear-gradient创建条纹背景图案

CSS linear-gradient() 函数可用于创建渐变背景,当指定明确的颜色断点时,即可生成等距条纹。例如:

.striped-bg {
  background-image: linear-gradient(
    90deg,
    #007BFF 25%,
    transparent 25%,
    transparent 50%,
    #007BFF 50%,
    #007BFF 75%,
    transparent 75%
  );
  background-size: 20px 20px;
}

上述代码生成了一个水平方向的蓝白相间条纹图案,每个周期宽20px,包含两段蓝色(各占25%)与两段透明间隙。通过调整角度(如 45deg )、颜色、占比和尺寸,可构造出丰富多样的纹理风格。

条纹密度由 background-size 控制,越小越密集;方向由第一个参数决定, 90deg 为从左到右, 45deg 为斜向右上。

4.2.2 background-position动态位移实现流动感

仅静态条纹无法体现“流动”。要实现滑动效果,需结合 animation 不断改变 background-position

@keyframes slide-right {
  0% {
    background-position: 0 0;
  }
  100% {
    background-position: 20px 0;
  }
}

.flow-line {
  width: 200px;
  height: 8px;
  background-image: linear-gradient(
    90deg,
    #007BFF 25%,
    transparent 25%,
    transparent 50%,
    #007BFF 50%,
    #007BFF 75%,
    transparent 75%
  );
  background-size: 20px 100%;
  background-repeat: repeat-x;
  animation: slide-right 1s linear infinite;
}
参数说明:
  • background-size: 20px 100% :横向周期20px,纵向填满;
  • background-repeat: repeat-x :仅水平重复;
  • animation: ... infinite :无限循环,保持持续流动;
  • slide-right :每秒向右移动一个完整周期(20px),实现无缝衔接。

✅ 技巧:移动距离等于 background-size 的宽度,才能保证图案接缝处无缝拼接。

4.2.3 多背景层叠营造深度运动轨迹

为进一步增强视觉层次,可叠加多个不同速度、方向、颜色的条纹层,形成“景深”效果。例如:

@keyframes move-fast { to { background-position: 30px 0; } }
@keyframes move-medium { to { background-position: 20px 0; } }
@keyframes move-slow { to { background-position: 10px 0; } }

.multi-layer-flow {
  height: 40px;
  background-image:
    linear-gradient(90deg, rgba(0,123,255,0.3) 25%, transparent 25%, transparent 50%, rgba(0,123,255,0.3) 50%),
    linear-gradient(90deg, rgba(0,123,255,0.5) 25%, transparent 25%, transparent 50%, rgba(0,123,255,0.5) 50%),
    linear-gradient(90deg, #007BFF 25%, transparent 25%, transparent 50%, #007BFF 50%);
  background-size: 
    30px 30%, 
    20px 30%, 
    10px 40%;
  background-position: 
    0 0,
    0 33.3%,
    0 66.6%;
  background-repeat: repeat-x;
  animation:
    move-fast 0.8s linear infinite,
    move-medium 1.2s linear infinite,
    move-slow 2s linear infinite;
}

该样式创建了三层条纹,分别以不同速率前进,产生类似“光流”的纵深错觉。常用于高端仪表板、AI加载界面等场景。

graph LR
    A[顶层: 快速浅色条纹] --> D[合成流动感]
    B[中层: 中速半透明条纹] --> D
    C[底层: 慢速实色主条纹] --> D
    D --> E[用户感知为动态能量流]

这种分层思想也可扩展至垂直滚动、放射状扩散等多种形式,极大拓展了CSS背景动画的表现边界。

4.3 波纹扩散效果实现

波纹动画模仿水滴落入水面后产生的同心圆扩散现象,广泛用于点击反馈、通知提醒、地图定位等交互场景。其核心技术是利用伪元素 :before :after 构建多个同心圆,并通过 scale 放大与 opacity 淡出同步动画,模拟波纹传播与衰减过程。

4.3.1 伪元素:before与:after构建同心圆结构

通过定位叠加多个圆形元素,可轻松构造波纹基底:

.ripple-container {
  position: relative;
  width: 60px;
  height: 60px;
  border-radius: 50%;
  background-color: #007BFF;
  overflow: hidden;
}

.ripple-container::before,
.ripple-container::after {
  content: '';
  position: absolute;
  top: 0; left: 0;
  width: 100%; height: 100%;
  border-radius: 50%;
  background: inherit;
  opacity: 0;
  transform: scale(0);
}

此处 .ripple-container 为主按钮,两个伪元素作为波纹层备用。

4.3.2 scale放大与opacity淡出同步动画协调

接下来定义动画,使伪元素依次放大并渐隐:

@keyframes ripple {
  0% {
    transform: scale(0);
    opacity: 0.8;
  }
  100% {
    transform: scale(2.5);
    opacity: 0;
  }
}

.ripple-container.active::before {
  animation: ripple 1.5s ease-out 0s forwards;
}

.ripple-container.active::after {
  animation: ripple 1.5s ease-out 0.3s forwards;
}

这里使用了时间差( 0.3s 延迟)实现双波纹交错释放,增强自然感。

4.3.3 多波纹间隔释放的时间调度算法

若需更多波纹(如三次扩散),可通过JavaScript动态插入元素或使用CSS变量控制:

@property --phase {
  syntax: '<number>';
  initial-value: 0;
  inherits: false;
}

.ripple-nested {
  --count: 3;
  --delay: calc(0.2s * var(--i, 0));
}

.ripple-nested::before,
.ripple-nested::after {
  animation-delay: var(--delay);
}

尽管CSS尚不完全支持循环生成,但结合预处理器(Sass)或JS仍可实现灵活控制。

波纹层级 延迟时间 最终缩放 不透明度衰减
第1层 0s ×2.0 0.8 → 0
第2层 0.3s ×2.3 0.6 → 0
第3层 0.6s ×2.5 0.4 → 0

随着时间推移,后续波纹更大更淡,符合物理规律。

最终效果既具冲击力又不失优雅,完美平衡功能提示与视觉美感。

5. 3D与文本类动画的进阶整合应用

5.1 立方体3D旋转动画实现

5.1.1 CSS3 3D变换基础:perspective、transform-style详解

在实现3D立方体动画前,必须理解两个核心CSS属性: perspective transform-style 。它们共同决定了元素在三维空间中的视觉呈现方式。

  • perspective :定义观察者与Z=0平面之间的距离,单位为像素。值越小,3D效果越强烈;值越大,透视感越弱。通常设置在父容器上,影响其所有子元素。
  • transform-style: preserve-3d :确保子元素也处于3D空间中,而不是被扁平化渲染。若不设置此属性,即使子元素有3D变换,也会被压平到2D平面。
.cube-container {
  perspective: 1000px;
  width: 200px;
  height: 200px;
  margin: 100px auto;
}

.cube {
  width: 100%;
  height: 100%;
  position: relative;
  transform-style: preserve-3d;
  animation: rotateCube 8s infinite linear;
}

上述代码中, .cube-container 提供了透视环境,而 .cube 启用了3D空间保留,确保六个面能正确分布在三维坐标系中。

5.1.2 构建六个面的立方体结构(HTML+CSS)

一个标准立方体由6个面组成,每个面通过绝对定位放置在合适的位置,并使用 transform 移动至正确方向:

<div class="cube-container">
  <div class="cube">
    <div class="face front">Front</div>
    <div class="face back">Back</div>
    <div class="face right">Right</div>
    <div class="face left">Left</div>
    <div class="face top">Top</div>
    <div class="face bottom">Bottom</div>
  </div>
</div>

对应CSS:

.face {
  position: absolute;
  width: 200px;
  height: 200px;
  background: rgba(0, 123, 255, 0.7);
  border: 2px solid white;
  display: flex;
  align-items: center;
  justify-content: center;
  font-size: 18px;
  color: white;
}

.front { transform: translateZ(100px); }
.back  { transform: rotateY(180deg) translateZ(100px); }
.right { transform: rotateY(90deg) translateZ(100px); }
.left  { transform: rotateY(-90deg) translateZ(100px); }
.top   { transform: rotateX(90deg) translateZ(100px); }
.bottom{ transform: rotateX(-90deg) translateZ(100px); }

通过 translateZ() 将每个面沿Z轴推出100px(半边长),再配合 rotateX/Y 调整朝向,形成完整立方体。

5.1.3 使用rotateX/rotateY实现三维空间翻转动画

利用 @keyframes 定义连续旋转动画,使立方体在X和Y轴上持续转动:

@keyframes rotateCube {
  0% {
    transform: rotateX(0) rotateY(0);
  }
  100% {
    transform: rotateX(360deg) rotateY(360deg);
  }
}

为了提升流畅度,可结合 animation-timing-function: linear 实现匀速旋转,避免视觉停顿。此外,启用硬件加速有助于性能优化:

.cube {
  will-change: transform;
}
动画阶段 rotateX角度 rotateY角度 视觉表现
0% 初始正面
25% 90° 90° 右侧面显露
50% 180° 180° 背面朝前
75% 270° 270° 左侧显现
100% 360° 360° 回归原位

该动画展示了完整的三维空间运动轨迹,适用于加载提示或产品展示场景。

graph TD
    A[开始] --> B[设置perspective]
    B --> C[启用transform-style: preserve-3d]
    C --> D[构建6个面并定位]
    D --> E[应用rotateX/rotateY动画]
    E --> F[启用will-change优化性能]
    F --> G[完成3D立方体动画]

5.2 文字类Loading动画实现

5.2.1 @keyframes逐字入场动画设计

文字类Loading常用于欢迎页或内容加载提示,如“Loading…”逐字出现。可通过拆分字符并分别控制其动画延迟实现。

<div class="text-loading">
  <span>L</span>
  <span>o</span>
  <span>a</span>
  <span>d</span>
  <span>i</span>
  <span>n</span>
  <span>g</span>
  <span>.</span>
  <span>.</span>
  <span>.</span>
</div>
.text-loading span {
  display: inline-block;
  opacity: 0;
  transform: translateY(20px);
  animation: dropIn 0.6s forwards;
}

.text-loading span:nth-child(1) { animation-delay: 0.1s; }
.text-loading span:nth-child(2) { animation-delay: 0.2s; }
.text-loading span:nth-child(3) { animation-delay: 0.3s; }
.text-loading span:nth-child(4) { animation-delay: 0.4s; }
.text-loading span:nth-child(5) { animation-delay: 0.5s; }
.text-loading span:nth-child(6) { animation-delay: 0.6s; }
.text-loading span:nth-child(7) { animation-delay: 0.7s; }
.text-loading span:nth-child(8) { animation-delay: 0.8s; }
.text-loading span:nth-child(9) { animation-delay: 0.9s; }
.text-loading span:nth-child(10){ animation-delay: 1.0s; }

@keyframes dropIn {
  to {
    opacity: 1;
    transform: translateY(0);
  }
}

5.2.2 字符拆分与inline-block布局控制

使用JavaScript动态生成可复用结构:

function createTextAnimation(text, parentSelector) {
  const container = document.querySelector(parentSelector);
  container.innerHTML = '';
  text.split('').forEach(char => {
    const span = document.createElement('span');
    span.textContent = char;
    container.appendChild(span);
  });
}
// 调用:createTextAnimation("Loading...", ".text-loading");

5.2.3 结合letter-spacing与opacity实现呼吸式闪烁

模拟“呼吸”效果,常用于静态文字提示:

.breathing-text {
  font-size: 24px;
  letter-spacing: 2px;
  animation: breathe 1.5s ease-in-out infinite alternate;
}

@keyframes breathe {
  from {
    opacity: 0.3;
    letter-spacing: 2px;
  }
  to {
    opacity: 1;
    letter-spacing: 5px;
  }
}

此动画通过调整透明度与字符间距,营造柔和脉动视觉,适合低干扰型加载提示。

属性 初始值 动画终点 效果描述
opacity 0.3 1.0 明暗交替
letter-spacing 2px 5px 字符扩张
animation-duration - 1.5s 缓慢节奏
timing-function ease-in-out - 自然过渡
iteration-count infinite - 持续运行
direction alternate - 往返播放
font-weight normal bold(可选) 增强调节
color #666 #000 色深变化
transform scale(1) scale(1.05) 微缩放增强
filter blur(0) blur(0.3px) 柔光模糊

此类效果应避免在高频率交互区域使用,以防视觉疲劳。

本文还有配套的精品资源,点击获取 menu-r.4af5f7ec.gif

简介:在现代网页设计中,加载动画是提升用户体验的重要元素。本文详细讲解如何使用CSS3实现十种常见且美观的Loading效果,涵盖旋转线圈、脉冲、环形进度条、旋转方块、滑动线条、彩色点旋转、立方体旋转、波纹扩散、文字动画和环形旋转点等。这些效果依托CSS3核心特性如@keyframes动画、transform变换、渐变背景与透明度控制,并部分结合SVG技术,具备良好视觉表现力。文章强调动画实现原理与HTML+CSS结构配合,同时提醒注意浏览器兼容性及性能优化,帮助开发者在实际项目中合理应用加载动画。


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