[UWP]抄抄《CSS 故障艺术》的动画
1. 前言
什么是故障艺术（Glitch Art 风）？我们熟知的抖音的 LOGO 正是故障艺术其中一种表现形式。它有一种魔幻的感觉，看起来具有闪烁、震动的效果，很吸引人眼球。故障艺术它模拟了画面信号出现故障导致成像错误的感觉。青色色块与红色色块无法重合就是这种故障的体现。从胶片时代开始到今天的数码时代，这种故障一直是观众非常熟悉的现象。
上个月看到CSS 故障艺术这篇文章，最近想转换心情于是开始抄它的动画了（顺便为博客园的UWP板块吊命）。CSS的mix-blend-mode好像很好用，这次用UWP中Win2D的BlendEffect模仿它的玩法。
2. 什么是BlendEffect
Microsoft.Graphics.Canvas.Effects命名空间下的BlendEffect 用于组合两张图片（分别是作为输入源的Background和Foreground），它包含多种模式，如下图所示：
要使用BlendEffect，需要为它设置Mode，并将Foreground和Background设置为CompositionEffectSourceParameter：
var blendEffect = new BlendEffect()
{
Mode = BlendEffectMode.Screen,
Foreground = new CompositionEffectSourceParameter("Main"),
Background = new CompositionEffectSourceParameter("Tint"),
};
然后使用这个BlendEffect创建Brush，并用SetSourceParameter设置它的Foreground和Background为需要混合的两个CompositionBrush：
var effectFactory = compositor.CreateEffectFactory(blendEffect);
var blendEffectBrush = effectFactory.CreateBrush();
blendEffectBrush.SetSourceParameter("Main", foregroundBrush);
blendEffectBrush.SetSourceParameter("Tint", backgroundBrush);
这样Foreground和Background就会根据Mode指定的模式进行混合。
3. 各种模式下的文字混合效果
CompositionAPI没有提供文字书写的功能，倒是Win2D有提供这个功能，我在用Win2D实现镂空文字有介绍如何使用Win2D创建出一个包含文字的CompositionSurfaceBrush，这次把它重新封装了一下，然后使用下面的代码显示各种模式下的混合效果。
private void AddTextToRoot(BlendEffectMode blendEffectMode)
{
var redBrushWrapper = CreateTextToBrushWrapper(blendEffectMode.ToString(), Colors.Red);
var blueBrushWrapper = CreateTextToBrushWrapper(blendEffectMode.ToString(), Colors.Cyan);
blueBrushWrapper.Brush.Offset = new Vector2(-4f, 0);
var textVisual = Compositor.CreateSpriteVisual();
textVisual.Brush = CreateBrush(blueBrushWrapper.Brush, redBrushWrapper.Brush, blendEffectMode);
textVisual.Size = new Vector2(400, 70);
var background = new Rectangle { Height = 70, Width = 400 };
ElementCompositionPreview.SetElementChildVisual(background, textVisual);
Root.Children.Add(background);
}
private CompositionBrush CreateBrush(CompositionBrush foreground, CompositionBrush background, BlendEffectMode blendEffectMode)
{
var compositor = Window.Current.Compositor;
var effect = new BlendEffect()
{
Mode = blendEffectMode,
Foreground = new CompositionEffectSourceParameter("Main"),
Background = new CompositionEffectSourceParameter("Tint"),
};
var effectFactory = compositor.CreateEffectFactory(effect);
var compositionBrush = effectFactory.CreateBrush();
compositionBrush.SetSourceParameter("Main", foreground);
compositionBrush.SetSourceParameter("Tint", background);
return compositionBrush;
}
上图为各种BlendEffectMode下红色和蓝色文字的混合效果。
4. 图片的 Glitch Art 风
理解BlendEffect的用法和作用后，现在可以做些故障艺术的尝试了。拿下面这张图片来尝试：
private (CompositionBrush compositionBrush, CompositionSurfaceBrush compositionSurfaceBrush) CreateBrush(string imageName, Color color)
{
var compositor = Window.Current.Compositor;
var loadedSurface = LoadedImageSurface.StartLoadFromUri(new Uri("ms-appx:///Assets/Images/" + imageName));
var compositionSurfaceBrush = compositor.CreateSurfaceBrush();
compositionSurfaceBrush.Surface = loadedSurface;
var compositionBrush = CreateBrush(compositionSurfaceBrush, compositor.CreateColorBrush(color), BlendEffectMode.Lighten);
return (compositionBrush, compositionSurfaceBrush);
}
使用上面的代码分别将这张图片与从Colors.Red（255，0，0）和Colors.Cyan（0，255，255）创建出来的CompositionColorBrush使用BlendEffectMode.Lighten进行混合，得到下面的效果：
var compositor = Window.Current.Compositor;
var (foreground, foregroundBrush) = CreateBrush(imageName, Colors.Cyan);
var (background, backgroundBrush) = CreateBrush(imageName, Colors.Red);
foregroundBrush.Offset = new Vector2(10, 0);
var brush = CreateBrush(foreground, background, BlendEffectMode.Darken);
使用BlendEffectMode.Darken将两张图片混合，再把其中一张图偏移10像素后，得到如下效果，这样图片的故障艺术分格就完成了：
5. 动态类抖音风格 Glitch 效果
继续抄动画，连标题一起抄。将两个文字的CompositionSurfaceBrush使用BlendEffectMode.Lighten进行混合，然后对它们的Offset做动画：
CreateBrush(backgroundWrapper.Brush, foregroundWrapper.Brush, BlendEffectMode.Lighten);
StartOffsetAnimation(backgroundWrapper.Brush, TimeSpan.FromSeconds(0.95), TimeSpan.Zero);
StartOffsetAnimation(foregroundWrapper.Brush, TimeSpan.FromSeconds(1.1), TimeSpan.FromSeconds(0.2));
private void StartOffsetAnimation(CompositionSurfaceBrush brush, TimeSpan duration, TimeSpan delay)
{
var offsetAnimation = Compositor.CreateVector2KeyFrameAnimation();
offsetAnimation.Duration = duration;
offsetAnimation.DelayTime = delay;
offsetAnimation.IterationBehavior = AnimationIterationBehavior.Forever;
void addKey(float key, float top, float left)
{
offsetAnimation.InsertKeyFrame(key, new Vector2(top * 2.5f, left * 2.5f));
};
addKey(.1f, -0.4f, -1.1f);
addKey(.2f, 0.4f, -0.2f);
addKey(.3f, 0f, .5f);
addKey(.4f, -0.3f, -0.7f);
addKey(.5f, 0, .2f);
addKey(.6f, 1.8f, 1.2f);
addKey(.7f, -1f, .1f);
addKey(.8f, -0.4f, -0.9f);
addKey(.9f, 0, 1.2f);
addKey(1, 0, -1.2f);
brush.StartAnimation(nameof(CompositionSurfaceBrush.Offset), offsetAnimation);
}
再在中间放一条上下移动的黑线，故障的效果就出来了：
6. 更复杂的Glitch效果
这次没法完全抄CSS的动画了，我能力有限，大致抄个意思得了。
创建两个白色黑底带阴影（BlurAmount = 0）的文字（如下所示）：
错开几个像素后用BlendEffectMode.Multiply混合在一起，一种更复杂的故障艺术动画就完成了：
再在后面放一个白色的文字，分别调整前面两个文字的高度，效果如下：
然后对前面两个文字的高度进行动画，效果就出来了：
StartHeightAnimation(redBrushWrapper, new List<(double, double)>() { (0, 1), (20, 80), (60, 15), (100, 105) }, TimeSpan.FromSeconds(1), TimeSpan.Zero);
StartHeightAnimation(blueBrushWrapper, new List<(double, double)>() { (0, 110), (20, 112.5), (35, 30), (50, 100), (60, 50), (70, 85), (80, 55), (100, 1) }, TimeSpan.FromSeconds(1.5), TimeSpan.Zero);
private void StartHeightAnimation(TextToBrushWrapper brush, List<(double, double)> keyFrames, TimeSpan duration, TimeSpan delay)
{
var storyboard = new Storyboard();
var animation = new DoubleAnimationUsingKeyFrames();
animation.EnableDependentAnimation = true;
Storyboard.SetTarget(animation, brush);
Storyboard.SetTargetProperty(animation, nameof(TextToBrushWrapper.Height));
foreach (var item in keyFrames)
{
animation.KeyFrames.Add(new LinearDoubleKeyFrame { KeyTime = duration / 100 * item.Item1, Value = item.Item2 });
}
storyboard.Children.Add(animation);
storyboard.RepeatBehavior = RepeatBehavior.Forever;
storyboard.BeginTime = delay;
storyboard.Begin();
}
7. 结语
为了从大佬那里抄动画我还特地新建了一个项目。
原文还有很多动画可以参考，但我半途而废了，搞明白大致的原理后新鲜感就过去了。看起来CPU、GPU的占用也不高，只是暂时想不到有什么实际应用的场景，博客也写了，图片也截了，玩腻就抛弃。