Javascript Animationen: window.setTimeout() und window.setInterval()

Animieren mit setTimeout Lemmings animiert und animierte Monster, die erst bei einem Hover loslaufen: set timeout, set Interval und request Animation Frame

Javascript Animationen werden mit setTimeout(), setInterval() oder requestAnimationFrame – mit Timern – in Gang gesetzt. Javascript Timer sind keine Events, aber fühlen sich wie Events an.

Animationen können zum Verständnis der Benutzeroberfläche beitragen – z.B. durch das Verlangsamen der Reaktion auf Benutzeraktionen. Oder sie sind einfach zur Unterhaltung da …

Animations-Methoden in Javascript

Für Animationen werden meist Libraries oder ganzen Frameworks eingesetzt, aber die Grundlagen von Animationen mit Javascript sind die Voraussetzung für das Verständnis der verzwickten Logik hinter Bewegungsabläufen und Reaktionen.

Javascript stellt drei Methoden für Animationen:

Die Grundidee der Animation mit Javascript: Mach ein Element Bild für Bild in schneller Folge sichtbar oder unsichtbar, bewege es oder verändere sein Aussehen nach und nach. Dabei entsteht eine Sequenz von Einzelbildern oder Frames, die schnell genug aufeinander folgen, dass die Bewegung fließend und natürlich wirkt.

Lemmings, das Computerspiel des Entwicklers DMA Design (1991)

Delay – Verzögerung mit setTimeout

Eine kurze Verzögerung ist der einfachste Fall. So können z.B. Bilder nachträglich geladen und mit einer kurzen Verzögerung eingespielt werden.

setTimeout (function() { 
    slides[0].classList.add("fadeIn") },
200);

setTimeout (function() {
    slides[1].classList.add("fadeIn") },
600);

Keine Animation im eigentlichen Sinn, sondern nur eine Verzögerung bevor die Animation startet. Das können wir heute schon allein mit CSS umsetzen.

.fadeIn {
    transition-property: opacity;
    transition-duration: 1s;
    transition-delay: 1s;
}

setTimeout

Javascript window.setTimeout(action, timeout) gibt an, dass Anweisungen nach einer bestimmten Zeit timeout (angegeben in Millisekunden) ausgeführt werden.

let ani = setTimeout ( action, timeout );
     |                    |     |
     |                    |     +---> Zeit in Millisekunden
     |                    |           bis zum Aufruf der Anweisungen
     |                    |  
     |                    +---> Anweisung oder Funktionsaufrufe
     +---> optionale Referenz, mit der
           setTimeout abgebrochen werden kann

setTimeout(action, n) startet Anweisungen mit einer Verzögerung von timeout Millisekunden.

    time = 6;
    function countdown () {
        time -= 1;
        number.firstChild.nodeValue = time;
        if (time > 0) {
            let ani = setTimeout( countdown, 1000);
        }
    }
    countdown();

Javascript setTimeout() führt die Anweisungen exakt einmal aus (und der Timer ist nicht besonders exakt) und dann nie wieder. Darum wird setTimeout hier im Beispiel innerhalb der Funktion countdown wiederholt aufgerufen, bis die Bedingung (time > 0) nicht mehr stimmt.

setTimeout rekursiv

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let timerId = setTimeout ( function tick() {
   let counter = parseInt(document.getElementById("counter").textContent);
   document.getElementById("counter").textContent = counter - 1;
   if (counter > 1)
      timerId = setTimeout(tick, 1000);
}, 1000);

setTimeout handelt asynchron

Die Verzögerung bewirkt nicht, dass die Anweisungen alle n Millisekunden aufgerufen werden, sondern dass die Funktion einmal mit einer Verzögerung von n Millisekunden aufgerufen wird.

Das komplette Javascript stopt auch nicht, um die Ausführung der Anweisungen abzuwarten. Das Script läuft weiter, denn setTimeout() ist asynchron. Das Programm wird weiter abgearbeitet, während der Timer noch schläft und auf sein vorprogrammiertes Erwachen wartet.

clearTimeout()

Um die Anweisung wiederholt durchzuführen, muss das Skript wiederholt aufgerufen werden – z.B. rekursiv wie im Beispiel oder in einer Schleife.

Die Funktion setTimeout() gibt einen einfachen Wert zurück – einen Verweis auf den Timeout. Die Referenz auf setTimeout() wird benötigt, um den Timeout abzubrechen und die Ausführung der Anweisungen zu unterbinden.

Javascript clearTimeout() cancelt den Aufruf von setTimeout().

window.clearTimeout(ani);

setTimeout() wird eher selten für Animationen benutzt, sondern für einfache verzögerte Aktionen, da setTimeout() die Aktion nur einmal durchführt. Statt selber Schleifen oder rekursive Funktionen einzusetzen, greift man bei Animationen mit schrittweisen Änderungen lieber zu setInterval().

setTimeout mit Parametern

Wenn die aufgerufene Funktion selber Parameter hat, könnten die Parameter auch in setTimeout übergeben werden. Diese Möglichkeit gab es immer schon, aber sie wurde nie von Internet Explorer unterstützt und geriet in Vergessenheit.

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let optcounter = document.getElementById('optdown');
let optnumber = document.getElementById('optnumber');
let optcircle = document.getElementById('optcircle');

startbutton.onclick =
counter.onclick = function () {
   function countdown (time,hue) {
      time -= 1;
      hue += 60;
      number.firstChild.nodeValue = time;
      optcircle.setAttribute('stroke','hsl(' + hue + ',85%,60%)');
      optnumber.setAttribute('fill','hsl(' + hue + ',85%,60%)');
      if (time > 0) {
         setTimeout( countdown, 1000, time, hue);
      }
   }
   countdown(6, 30);
}

IE9 gibt noch einen Fehler zurück. Ab IE 10 können setTimeout und setInterval mit Parametern aufgerufen werden.

Die Funktion könnte auch mitsamt Parametern in Hochkommas an setInterval übergeben werden. Dann wird die Funktion – auf gleiche Weise wie eine einzelne Anweisung – evaluiert.

let timer = setInterval("slideshow(opt1,opt2)",500);

Das gilt aber als ausgesprochen unschicklich und ist unsicher (»eval«). Stattdessen kann setInterval mit einer anonymen Funktion aufgerufen werden.

Easing

Das hat Animationen mit Flash so elegant gemacht, wird bei Animationen mit jQuery mitgeliefert, CSS macht es mit transition und keyframes – aber hat Javascript immer schon gefehlt: Easing – Beschleunigen und langsames Auslaufen von Bewegungen. Erst durch Easing kommt ein natürlicher Bewegungsablauf zustande.

Die meisten Javascript-Animationen verändern CSS-Eigenschaften – CSS transition und Keyframe-Animationen bringen Easing-Optionen mit.

Wenn Easing-Funktionen wie easeIn, easeInOut oder easeInOutQuart nicht via CSS oder jQuery eingebracht werden, gibt es eine Portierung des Urvaters der Easing-Funktionen (Robert Penner) von Kirupa Chinnathambi.

easeIn(currentIteration, begin, change, duration);

change = finish - begin

CSS transition statt Javascript

Die Kombination aus CSS3 transition, Keyframe-Animationen und Javascript vereinfacht heute Animationen und macht komplexe Abläufe möglich. Neue Javascript Methoden wie classList triggern Aktionen, denn CSS hat nur wenige Events, die eine Animation auslösen.

Der Ruf, dass reine CSS Animationen und Transformationen performanter als Javascript wären, rührt aus jQuery-Animationen: jQuery war nicht für Animationen gedacht.