STIC:STIC I - exercice 6 (Wall-e)

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STIC

Introduction

Cet exercice introduit le concept d'animation principalement d'un point de vue technique : quels sont les mécanismes qui permettent d'animer des éléments dans une page web.

Connaissances/compétences envisagées

À l'issue de cet exercice vous devez avoir acquis les connaissances/compétences suivantes :

  • Savoir définir une animation d'un point de vue technique
    • Comprendre le mécanisme de rendering/redrawing d'un navigateur web
    • Connaître le principe de frame rate et sa conséquence sur (a) la perception des utilisateur; (b) les ressources hardware du navigateur
  • Savoir identifier et choisir parmi trois grands types d'animation pour le web (UI Animation, Draw Animation, 3D Animation)
  • Réflechir sur les enjeux pédagogiques des animations
  • Évaluer différentes bibliothèques JavaScript par rapport à leurs finalités et choisir en fonction des objectifs du dispositif

Prérequis

Lectures conseillées :

Prérequis techniques :

  • Connaissances de base de HTML/CSS/JavaScript
  • Savoir incorporer des fichiers externes JS/CSS en respectant les chemins !

Activité en salle de classe

Programme

Voir Exercice 5 (programme en commun)

Techniques d'animation de base

Animations liées au temps
Animation avec fonction dédiée

UI Animation

CSS Animation

Utilisation de classes CSS avec le décorateur @keyframes from ... to : 

/* The animation code */
@keyframes example {
  from {
    background-color: red;
    margin-left: 0px;
    color: #FFF;
  }
  to {
    background-color: yellow;
    margin-left: 600px;
    color: #000;
  }
}

div {
  width: 300px;
  height: 200px;
  background-color: red;
  margin-bottom: 20px;
  line-height: 200px;
  text-align: center;
  font-size: 2em;
  color: #FFF;
  border: 1px solid #000;
}
/* The element to apply the animation to */

div.animation {
  animation-name: example;
  animation-duration: 5s;
  animation-fill-mode: forwards;
  animation-iteration-count: infinite;
}

Exemple : http://codepen.io/mafritz/pen/ammyxN

CSS transition

Possibilité d'utiliser de manière dynamique des transitions entre états d'un élément (e.g. un bouton) : 

button#add {
  background-color: #006699;
  color: #FFF;
  padding: 15px 20px;
  border: 1px solid #999;
  font-size: 1.1em;
  transition: background-color 0.3s ease-out;
}

button#add:hover {
  background-color: darkorange;
}

button#add:active {
  background-color: black;
}

Exemple : http://codepen.io/mafritz/pen/NNmgqG

VelocityJS

Pour des animations UI plus complexes, il existe des bibliothèques JavaScript qui mettent à disposition des méthodes pour animer les éléments du DOM, comme par exemple VelocityJS.

Pour utiliser cette bibliothèque :

  1. Inclure jQuery
  2. Inclure le fichier de la bibliothèque VelocityJS

Exemple de code : 

$("#box")
    .velocity(
      //Define the properties to change
      {
        rotateX: 180,
        rotateY: 180,
        rotateZ: 180,
        marginLeft: 400,
        backgroundColor: "#FF0000"
      },
      //Define the duration
      4000,
      //Define the type of effect
      "spring"
    );

Exemple : http://codepen.io/mafritz/pen/gwkvEJ

Draw Animation

HTML5 Canvas

HTML5 met à disposition une API pour dessiner à l'intérieur d'un élément appelé canvas qui possède une balise avec le même nom. 

<canvas id="monCanvas" width="800" height="400">
    Message pour les navigateurs ne supportant pas encore canvas.
</canvas>

De plus, HTML5 met directement à disposition des moyens pour manipuler cet élément (i.e de "dessiner") à travers JavaScript : 

//Identify the canvas
var canv = document.querySelector("#monCanvas");

//Create a context to draw
var ctx = canv.getContext("2d");

//Use the api to draw
ctx.fillStyle = "darkorange";
ctx.fillRect(40, 40, 100, 100);

//Other shape
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(200, 250);
ctx.lineTo(450, 50);
ctx.lineTo(450, 250);
ctx.closePath();
ctx.fillStyle = "darkgreen";
ctx.fill();
ctx.stroke();

Exemple : http://codepen.io/mafritz/pen/bBdxmv

p5.js

L'API de base pour dessiner dans un élément de type canvas n'est pas très pratique. Pour cette raison, il existe plusieurs bibliothèques JavaScript qui essaient d'en faciliter l'usage, comme par exemple p5.js.

Pour utiliser p5.js il faut :

  • Inclure le script principale dans votre page (Download)
  • Inclure événtuellement d'autres fichiers pour des éléments supplémentaires (e.g. interaction avec le DOM, Sound, etc.)
  • En alternative vous pouvez utiliser également un lien à une CDN : https://cdnjs.com/libraries/p5.js

Dans son cadre d'utilisation le plus simple, pour utiliser p5.js il suffit de créer deux fonctions :

  1. Une fonction setup() qui détermine les propriétés du canvas
  2. Une fonction draw() qui redessine la scène à chaque requestAnimationFrame()

Pour créer un effet d'animation, il suffit donc de modifier des propriétés dans la fonction draw(). Voici un exemple tout simple : 

function setup() {
  createCanvas(480, 480);
  frameRate(60);
}

var radius = 0;

function draw() {
  radius++;
  if (radius > 480) {
    radius = 0;
  }
  ellipse(240, 240, radius, radius);
}

Les fonctions setup() et draw() sont appelées automatiquement au chargement de la page et ne peuvent pas être incluses par exemple dans un eventListener pour des raisons de scope. Pour déclencher une animation de type p5.js avec un événement du DOM, il faut donc utiliser des stratégies alternatives. Par exemple, on peut utiliser une structure de contrôle pour commencer à modifier la propriété à changer pour déterminer l'animation seulement si une condition est vraie. À ce moment, on peut tout simplement créer une condition qui est fausse au départ (i.e. chargement de la page) et qui devient vraie seulement lorsqu'on clique sur un bouton. Voici l'exemple : 

function setup() {
  //Include the canvas in an element of the page
  var myCanvas = createCanvas(480, 480);
  myCanvas.parent("container");
  frameRate(60);
}

var radius = 0;
//Set an initial var to undefined (that is, it equals false in a if statement)
var started;

function draw() {
  //check if the variable is true, and it is not by default
  if(started) {
      radius++; 
  }
  if (radius > 480) {
    radius = 0;
  }
  ellipse(240, 240, radius, radius);
}

//Start the animation
document.querySelector("button").addEventListener("click", function () {
  //switch the variable at every click (if it true to false, if it is false to true)
  started = !started;
})

Exemple : http://codepen.io/mafritz/pen/NbqmKp

Par rapport à l'exemple précédent nous avons :

  1. Ajouté le canvas créé dans la fonction setup() à un endroit précis dans la page (une balise div avec id="container")
  2. Ajouté une variable qui détermine si l'animation est active/désactive (var = started). Cette variable est undefined au début, ce qui équivaut à false dans une structure de contrôle
  3. Ajouté une structure de contrôle dans la fonction draw() qui augmente le radius seulment si la variable started est vraie
  4. Ajouté un bouton avec un gestionnaire d'événement. Le gestionnaire d'événement fait une chose très simple :
    • Si la variable started est vraie, elle devient fausse
    • Si la variable started est fausse, elle devient vraie

Une autre alternative plus complexe, mais également plus puissante, consiste à modifier la fonction draw() à l'intérieur du eventListener. Il faut juste se souvenir que cette fonction existe dans le global scope, il ne faudra donc pas mettre var devant, car on veut modifier la fonction qui existe déjà. 

function setup() {
  //Include the canvas in an element of the page
  var myCanvas = createCanvas(480, 480);
  myCanvas.parent("container");
  frameRate(60);
}

function draw() {
  //Nothing in here...
}

//Draw an ellipse
document.querySelector("#ellipseBtn").addEventListener("click", function() {
  var radius = 0;
  //Redefine draw here
  draw = function() {
    radius++;
    if (radius > 480) {
      radius = 0;
    }
    ellipse(240, 240, radius, radius);
  }
})

//Draw a rectangle
document.querySelector("#rectBtn").addEventListener("click", function() {
  var len = 0;
  //Redefine draw here
  draw = function() {
    len++;
    if (len > 480) {
      len = 0;
    }
    rect(240 - len / 2, 240 - len / 2, len, len);
  }
})

Exemple : http://codepen.io/mafritz/pen/oYjzqg

Projet 6 / Tâche

Dispositif

Faites une page HTML5/CSS qui propose :

  • au moins une animation de type UI, par exemple pour faciliter l'interactivité/ergonomie de votre dispositif
  • au moins une (simple) animation à finalité pédagogique, par exemple montrer un phénomène ou une suite d'événements, qui est déclenchée par l'utilisateur
  • l'animation pédagogique doit servir à un objectif déclaré dans votre rapport (pas juste votre objectif d'apprentissage)

Contraintes

  • Le sujet de la page doit être en rapport avec une thématique "MALTT"
  • Pour l'animation UI vous pouvez choisir entre une animation/transition CSS, du "vanilla" JavaScript ou un bibliothèque (e.g. VelocityJS)
    • L'animation UI peut être tout simplement un effet sur un bouton, un slideshow d'image, un effet graphique, etc. - il ne faut pas chercher trop loin
  • Pour l'animation pédagogique utilisez une des bibliothèques JavaScript de type animation ou dessin proposées dans la liste
    • Si vous en utilisez une autre non dans la liste, merci de l'ajouter à la page si elle respecte les critères mentionnés
    • Vous pouvez utiliser soit le Canvas, soit des éléments SVG (mais pas SMIL utilisé pendant l'exercice 2 !)
  • L'animation pédagogique doit pouvoir être déclenchée par l'utilisateur (e.g. en cliquant sur un bouton)
    • Vous pouvez, mais ne devez pas, prévoir des contrôles supplémentaires (e.g. reset, passages à un état spécifique, etc.)
  • Vous pouvez utiliser du "artwork" externe (mais pas plus que 66%)
  • Vous pouvez utiliser et/ou adapter du code fabriqué par d'autres (e.g. exemples dans la documentation des bibliothèques), mais vous devez le citer et vérifier les droits.
  • Vous devez citer les sources !

Critères d'évaluation

Malus
  • Mauvais liens (fichier JavaScript, CSS)
  • Manque de l'effet animé pour l'animation UI (e.g. passé d'une couleur à une autre sans états intermédiaires)
  • Animation pédagogique non-interactive (e.g. se déclenche toute seule au téléchargement de la page)
  • Agencement de la page approximatif
Bonus
  • Animation(s) UI intéressante(s) et instrumentale(s) au dispositif
  • Animation pédagogique interactive (e.g. différents états, reset, cliquer sur un élément animé ouvre du texte, etc.)
  • Cohésion texte/animation (i.e. agencement de la page)
  • Code bien organisé et élégant
  • Design graphique soigné

Rapport

Faites un rapport selon les guidelines habituelles :

En particulier pour cet exercice, essayez d'expliquer :

  • En quoi l'animation soutient-elle l'objectif d'apprentissage ?
  • Dans la section "auto-évaluation" proposez une analyse de la bibliothèque que vous avez choisie (pourquoi? elle vous a aidé? difficulté? etc.)

Contribution Wiki

Contribution libre comme d'habitude :

Quelques suggestions :

Délai

Mercredi 1 février 2017 à 08:00

Attention :

  • il faut qu'on transmette les notes au secrétariat, donc cette date n'est pas négociable et si vous ne rendez pas votre exercice dans le délai, nous allons noter avec un 0.
  • si vous voulez éviter un 0, vous devez nous communiquer avant ce délai par email (M. Schneider + Mattia et Stéphane) que vous allez rendre vos exercices pour la session de rattrapage en août/septembre

Liens

Théoriques

Techniques

Bibliographie

  • Head, V. (2016). Designing Interface Animation. Meaningful Motion for User Experience. Brooklyn, NY: Rosenfeld Media
  • McCarthy, L., Reas, C., Fry, B. (2016). Make: Getting Started with p5.js. San Francisco, CA: Maker Media
  • Tversky, B., Morrison, J. B., & Betrancourt, M. (2002). Animation: can it facilitate?. International journal of human-computer studies, 57(4), 247-262.
  • Bétrancourt, M. (2005). The animation and interactivity principles, in R. E. Mayer (ed.) The Cambridge Handbook of Multimedia Learning, 287-296. Cambridge: Cambridge University Press.

Aide

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