理解动画中的线性插值
在传统（手绘）一个高级动画或者动画艺术家都喜欢绘制关键帧来定义一个动画。
现场传递给助理，一般是实习生或者初级艺术家在此基础上做一些其他性的工作，具体的说，他们就是在关键帧动画之间添加一些中间片段让动画看起来更流畅，更自然。
他们可以不考虑或者不讨论动画的中间帧。但绘制动画的中间帧是很有必要的，或者说这方面的工作是繁重的。但这是二十世纪之间的艺术家们做的事情，在今天这些事情都是让计算机来处理这些繁重的任务。
还记得在小学的时候，老师告诉你电脑是笨蛋吗？电脑需要被告知一系列的确切步骤，他们才知道需要做什么。今天我们来看看这一序列的步骤或算法，帮助计算机绘制动画关键帧之间必要的中间画。
我将使用HTML5的Canvas和JavaScript来说明这个算法。即使你都不知道他们，按着下面的步骤来阅读也能理解这篇文章。
目标
我们的目标很简单，就是整一个动画的球，这个球从A点(startX, startY)移动到B点(endX, endY)。
如果这个场景传递给一个传统的工作室，那么高级艺术家将会像下面那样绘制关键的动画帧：
然后初级艺术家们将会在图纸中绘制动画关键帧之间的动画帧：
再次提醒大家，没有动画工作室，我们也没有初级的艺术家。我们只有一个目标和一台电脑，我们现在能做的就是写一些正确的代码，用代码来替代初级艺术家们在图纸中绘制工作。
实现方法
我们在技术上需要在HTML中写一行代码：
<canvas id=”canvas”></canvas>
接下来写一些JavaScript代码，下面的JavaScript代码让我们拿到HTML中的<canvas>元素，并且得到一个canvas的2d绘图环境，然后让Canvas画布的大小和视频的大小一致：
const canvas = document.getElementById('canvas');
const context = canvas.getContext('2d');
const width = canvas.width = window.innerWidth;
const height = canvas.height = window.innerHeight;
下面的函数绘制一个绿色的实圆，这个圆的半径为radius，并且其圆心的位置在坐标中的x和y处：
function drawBall(x, y, radius) {
context.beginPath();
context.fillStyle = '#66da79';
context.arc(x, y, radius, 0, Math.PI * 2, false);
context.fill();
}
上面的代码只是画了一个圆的形状，但没有任何动画，只有下面的代码会让你变得更为有趣：
// A点位置
let startX = 50, startY = 50;
// B点位置
let endX = 420, endY = 380;
let x = startX, y = startY;
update();
function update() {
context.clearRect(0, 0, width, height);
drawBall(x, y, 30);
requestAnimationFrame(update);
}
首先，注意上面的update()函数，被称为对其声明，其次，注意requestAnimationFrame(update)表示反复调用update()函数。
这就类似一个翻书的效果，翻书的效果就像创建一个翻转的动画，其创造了一个错觉，前面不断的反复调用update()函数也类似于翻书一样创建一个动画的错觉。
虽然我相信你理解了我要说的意思，但这里还是需要提出update这个词。函数可以被称为一切。有些程序员喜欢称之为nextFrame或loop或draw或flip。最重要的是这个函数能做什么。
在后续调用update()函数，我们期望的是这个函数能在canvas画布上绘制一个比前面一个稍微不同的图形。
当前update()函数你可能也已经注意到了，它每次调用drawBall(x, y, 30)只是在相同的位置绘制了一个圆心在(x, y )，半径为30的绿色圆。因此它并没有任何动画效果。
接下来我们来改变这样的现象。每次update()的迭代，给x和y做一个增量的计算，这样就会有一个动画效果：
function update() {
context.clearRect(0, 0, width, height);
drawBall(x, y, 30);
x++;
y++;
requestAnimationFrame(update);
}
每次迭代，绿色的球会沿着x和y方向向前移动和重复调用update()函数，动画会更新结果，如下图所示：
上面的效果是球会一直向前移，但我们的目标是将球从起始位置移动到结束位置。所以我们需要对球移动到结束位置做一下相关的处理。
最为简单的解决方案就是在小于endX和endY的值做x和y的增值处理。这样球一旦移动的位置超过endX和endY坐标时，绿色的球就停止运动。
function update() {
context.clearRect(0, 0, width, height);
drawBall(x, y, 30);
if (x <= endX && y <= endY) {
x++;
y++;
}
requestAnimationFrame(update);
}
不过在这种方法中有一个错误。你看到了吗？
这里的问题是，让x和y增加值1并不能让球到达任何你想要的最终位置。例如，结束位置是(500, 500)，你从(0, 0)开始，x和y依次增量1，最终可以让球到达你想要的结束位置(500, 500)，但如果我说结束位置是(432, 373)呢？结果又将如何？
其实上述方法事实上只能让你的终点在一条与水平轴成45度的直线上：
现在有很多方法可以使用三角函数和所有的math-e-matics算到任何你想增量的x和y的值。但是当你有线性插值，你为什么还要这么做呢？
如果你对线性插值没有任何的概念，建议你可以阅读《线性插值》这篇文章，先对线性插值有一定的了解，能帮助你更好的理解下面的内容。
线性插值方法
下面就是一个线性插值函数，常称为lerp，其看起来像这样：
function lerp(min, max, fraction) {
return (max - min ) * fraction + min;
}
可以通过一个滑块来帮助我们理解线性插值，其中min在滑块的最左端，max在滑块的最右端。
接下来是选择我们需要的fraction（fraction常称为缓动因子）。lerp可以选择一个fraction值和计算出min和max之间的一个值：
如果把lerp函数中的fraction设置为0.5，这样一来，介于0（min的值为0）和100（max的值是100）中间值就相当于50。
类似的，如果我们选择fraction的值为0.85：
同样的，如果让fraction = 0时lerp计算出来的值为0（等于min值），如果让fraction = 1时lerp计算出来的值为100（等于max值）。
我选择0和100是min和max的值，只是帮助我们更好的理解lerp函数，事实上lerp可以选择任意的min和max值。
lerp允许你选择fraction的值介于0 ~ 1之间以及任何你想要的min和max值。当lerp中选择的fraction值为0时，计算出来的min和max的中间值是min；如果你选择的fraction的值为1时，计算出来的min和max的中间值是max。如果fraction选择0 ~ 1之间的任何值时，可以计算出min和max之间的值。关键是，你可以看到lerp中的min和max中让动画效果和传统动画之间有何不同之处。
好了，如果有人给出的lerp的fraction的值超出了0 ~ 1之间的范围呢？你也看到了，lerp公式是一个非常简单的数学运算。这里没有欺骗和不好的值，想象一下扩展滑块的两个方向，不管lerp的fraction值都希望产生一个合乎逻辑的结果。而我们在这里不应该把时间花费在讨论lerp不好的值，而应该花更多的时间考虑如何将lerp的特性运用到球体的动画中。
基于前面的update()函数。借助lerp函数对update()函数中的x和y值做相应的处理：
function update() {
context.clearRect(0, 0, width, height);
drawBall(x, y, 30);
x = lerp(x, endX, 0.1);
y = lerp(y, endY, 0.1);
requestAnimationFrame(update);
}
下面的示例是我们改良过的动画效果，试着在下面的示例中在不同的位置点击鼠标：
是不是很平滑？这就是lerp让动画发生了什么。
大家或许也注意到了，代码中x和y的变量最初的初始值为别为startX和startY——设置了球的在任何帧的当前位置。这里设置了fraction的值为0.1，事实上你可以选择任何你想要的fraction值，但需要记作的是，选择的fraction将会响影动画的速度。
在每一帧x和endX的fraction值是0.1，其中x相当于lerp的min，endX相当于lerp的max，这样通过fraction就可以计算出新的x值，同样y和endY相当于lerp中的min和max，fraction同样是0.1，这样可以获取新的y值。
在新计算出来的(x, y)坐标将绘制出新的球。
重复这些步骤，直到x变成endX和y变成endY，这种情况下min=max。当min和max变成相等时，lerp可以计算出相同的值（min/max），直到动画停止。
这就是球是如何运动的。在这篇文章中，我们开始定义关键帧和中间画的是什么。然后我们试着简单的方法画动画，同时加以思考。最后用线性插值达到我们能够实现的目的。
我希望所有的数学对你是有意义的。欢迎继续在更多的地方使用线性插值的概念。@Rachel Smith在Codepen上写了一篇有关于动画中线性插值的文章，而这篇文章的灵感就是来源于这篇文章。@Rachel Smith在文章中写了好几个例子，你一定要点开看看其效果。
如果你喜欢这篇文章，欢迎你将这篇文章分享给你的朋友。当然，如果你有更多关于线性插值相关的知识，欢迎在下面的评论中与我们一起分享。
本文根据@Nash Vail的《Understanding Linear Interpolation in UI Animation》所译，整个译文带有我们自己的理解与思想，如果译得不好或有不对之处还请同行朋友指点。如需转载此译文，需注明英文出处:https://medium.com/@nashvail/understanding-linear-interpolation-in-ui-animations-74701eb9957c。
大漠
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