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CSS3进阶:酷炫的3D旋转透视

2016-04-27 20:31 前端大全

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作者:伯乐在线专栏作者 - chokcoco

链接:http://web.jobbole.com/85927/

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之前学习 react+webpack ,偶然路过 webpack 官网 ,看到顶部的 LOGO ,就很感兴趣。


最近觉得自己 CSS3 过于薄弱,想着深入学习一番,遂以这个 LOGO 为切入口,好好研究学习了一下相关的 CSS3 属性。webpack 的 LOGO 动画效果乍看不是很难,深入了解之后,觉得内部其实大有学问,自己折腾了一番,做了一系列相关的 CSS3 动画效果。


先上 demo ,没有将精力放在兼容上,请用 chrome 打开。


本文完整的代码,以及更多的 CSS3 效果,在我 github 上可以看到,也希望大家可以点个 star。


嗯,可能有些人打不开 demo 或者页面乱了,贴几张效果图:(图片有点大,耐心等待一会)


立方体 3D 旋转



3D 透视照片墙



跳跃的音符



可能上面的效果对精通 CSS3 的而言小菜一碟,写本文的目的也是我自己学习积累的一个过程,感兴趣的就可以一起往下看啦。


其实 CSS3 效果真的很强大,上面的效果都是纯 CSS 实现,个人感觉越是深入 CSS 的学习,越是觉得自己不懂 CSS ,不过话说回来,这些效果的实用场景不大,但是作为一个有追求的前端,我觉得还是有必要去好好了解一下这些属性。


所以本文接下来要讲的大概有:


  • transform-style: preserve-3d 三维效果

  • perspective and perspective-origin 3D视距,透视/景深效果

  • CSS3 filter CSS3滤镜

  • transparent、radial-gradient 透明与渐变


transform-style


要利用 CSS3 实现 3D 的效果,最主要的就是借助 transform-style 属性。transform-style 只有两个值可以选择:


// 语法:

transform-style: flat|preserve-3d;

 

transform-style: flat; // 默认,子元素将不保留其 3D 位置

transform-style: preserve-3d; // 子元素将保留其 3D 位置。


当我们指定一个容器的 transform-style 的属性值为 preserve-3d 时,容器的后代元素便会具有 3D 效果,这样说有点抽象,也就是当前父容器设置了 preserve-3d 值后,它的子元素就可以相对于父元素所在的平面,进行 3D 变形操作。


当父元素设置了 transform-style:preserve-3d 后,就可以对子元素进行 3D 变形操作了,3D 变形和 2D 变形一样可以,使用 transform 属性来设置,或者可以通过制定的函数或者通过三维矩阵来对元素变型操作:


1、使用 translateX(length) 、translateY(length) 、 translateZ(length) 来进行 3D 位移操作,与 2D 操作一样,对元素进行位移操作,也可以合并为 translate3d(x,y,z) 这种写法;


2、使用 scaleX() 、scaleY() 、scaleY() 来进行3D 缩放操作,也可以合并为 scale3d(number,number,number) 这种写法;


3、使用 rotateX(angle) 、rotateY(angle) 、rotateZ(angle) 来进行 3D 旋转操作,也可以合并为 rotate3d(Xangle,Yangle,Zangle) 这种写法。


对于 API 的学习,我建议去源头看看,不要满足于消费别人的总结,transform-style API。


这里要特别提出的,3D 坐标轴,所谓的绕 X、Y、Z 轴的三个轴,这个不难,感觉空间想象困难的,照着 API 试试,绕每个轴都转一下就明白了:



了解过后,那么依靠上面所说的,其实我们就已经可以做一个立方体出来了。所谓实践出真知,下面就看看该如何一步步得到一个立方体。


1、准备六个正方形


这个好理解,正方体六个面,首先用 div 做出 6 个面,包裹在同一个父级容器下面,父级容器设置 transform-style:preserve-3d ,这样接下来就可以对 6 个面进行 3D 变换操作,为了方便演示,我用 6 个颜色不一样的面:



上面的图是示意有 6 个面,当然我们要把 6 个正方形 div 设置为绝对定位,重叠叠在一起,那么应该是这样的,只能看到一个面:



2、父容器做简单的变换


为了最后的看上去的效果好看,我们需要先对父容器进行变换,运用上面说的 rotate 属性,将容器的角度改变一下:


.cube-container{

    -webkit-transform: rotateX(-33.5deg) rotateY(45deg);

    transform: rotateX(-33.5deg) rotateY(45deg);

}


那么,变换之后,得到这样一个图形:



嗯,这个时候,6 个 div 面仍然是重叠在一起的。


3、对每个面做 3D 变换


接下来就是对每个面进行 3D 变换了,运用 rotate 可以对 div 平面进行旋转,运用 translate 可以对 div 平面进行平移,而且要记住现在我们是在三维空间内变换,转啊转啊,我们可能会得到这样的形状:



算好旋转角度和偏移距离,最后上面的 6 个面就可以完美拼成一个立方体咯!为了效果更好,我给每个面增加一些透明度,最后得到一个完整的立方体:



为了更有立体感,我们可以调整父容器的旋转角度,旋转看上去更立体的角度:



至此,一个 3D 立方体就完成了。写这篇文章的时候,本来到这里,这一块应该就结束了,但是写到这里的时候,突然突发奇想,既然正方体可以(正六面体),那么正四面体,正八面体甚至球体应该也能做出来吧?


嗯,没有按住躁动的心,立马动手尝试了一番,最后做出了下面的两个:

  


就不再详细讨论如何一步一步得到这两个了,有兴趣的可以去我的 github 上看看源码,或者直接和我讨论交流,简单的谈谈思路:


正四面体


和正方体一样,我们首先要准备 4 个三角形(下面会详细讲如何利用 CSS3 制作一个三角形 div),注意 4 个三角形应该是重叠在一起的,然后将其中三个分别沿着三条边的中心点旋转 70.5 度(正四面体临面夹角),就可以得到一个正四面体。


注意沿着三条边的中心点旋转 70.5 度这句话,意思是每个图形要定位一次旋转中心,也就是 transform-origin 属性,它允许我们设置旋转元素的基点位置。


球体


上面的 GIF 图因为添加了 animation 动画效果,看上去很像一个球体在运动,其实只用了 4 个 div,每个 div 利用 border-radius:100% 设置为圆形,然后以中心点为基准,每个圆形 div 绕 Y 轴旋转不同的角度,再让整个圆形容器绕 Y 轴动起来,就可以得到这样一个效果了。


perspective and perspective-origin 3D视距,透视/景深效果


继续说 3D ,接下来要说的属性是 persepective 和 perspective-origin 。


persepective


// 语法

perspective: number|none;


perspective 为一个元素设置三维透视的距离,仅作用于元素的后代,而不是其元素本身。


简单来说,当元素没有设置 perspective 时,也就是当 perspective:none/0 时所有后代元素被压缩在同一个二维平面上,不存在景深的效果。


而如果设置 perspective 后,将会看到三维的效果。


perspective-origin


perspective-origin 表示 3D 元素透视视角的基点位置,默认的透视视角中心在容器是 perspective 所在的元素,而不是他的后代元素的中点,也就是 perspective-origin: 50% 50%。


// 语法

perspective-origin: x-axis y-axis;

 

// x-axis : 定义该视图在 x 轴上的位置。默认值:50%

// y-axis : 定义该视图在 y 轴上的位置。默认值:50%


值得注意的是,CSS3 3D 变换中的透视的透视点是在浏览器的前方。


说总是很难理解,运用上面我们做出来的正方体试验一下,我设置了正方体的边长为 50 px ,这里设置正方体容器 cuber-inner 的 persepective 的为 100 px,而 perspective-origin 保持为默认值:


-webkit-perspective-origin: 50% 50%;

perspective-origin: 50% 50%;

-webkit-perspective: 100px;

perspective: 100px;


上面这样设置,也就是相当于我站在 100px 的长度外去看这个立方体,效果如下:



通过调整 persepective 和 perspective-origin 的值,可以看到不一样的图形,这个很好理解,我们观测一个物体的角度和距离物体的距离不断发生改变,我们看的物体也是不一样的,嗯想象一下小学课文,杨桃和星星,就能容易明白了。


需要提出的是,我上面的几个正多面体图形和球形图形是没有加上 persepective 值的,感兴趣的可以加上试一下看看效果。


3D 透视照片墙


回到文章一开始我贴的那个 3D 照片墙,运用 transform-style: preserve-3d 和 persepective ,可以做出效果很好的这种 3D 照片墙旋转效果。


代码就不贴了,本文已经很长了,只是简单的谈谈原理,感兴趣的去扒源码看看。


1、设立一个舞台,也就是包裹旋转的图片们的容器,给他设置一个 persepective 距离,以及 transform-style: preserve-3d 让后代可以进行 3D 变换;


2、准备 N 张图片置于容器内部,N 的大小看个人喜好了,图片的 3D 旋转木马效果是类似钢管舞旋转的运动,因此是绕 Y 轴的,我们关心的是 rotateY 的大小,根据我们添加的图片数量,用 360° 的圆周角将每个图片等分,也就是让每张图片绕 Y 轴旋转固定角度依次散开:(下面的图为示意效果,我调整了一下角度和透明度)



3、这个时候,N 张图肯定是重合叠在了一起,所以这里关键一步是运用 translateZ(length) 让图片沿 Z 轴平移,也就是运用 translateZ 可以让图片离我们更近或者更远,因为上一步设置了图片不同的 rotateY() 角度,所以 N 张图片设定一个 translateZ 后,图片就很自然以中点为圆心分散开了,也就是这样:



4、最后利用 animation ,我们让舞台,也就是包裹着图片的容器绕 Y 轴旋转起来(rotateY),那么一个类似旋转木马的 3D 照片墙效果就完成了!


这里要注意的一点是设置的 persepective 值和单个图片 translateZ(length) 的值,persepective 一定要比 translateZ(length) 的值大,否则就是相当于舞台跑你身后去了,肯定是看不到效果了。


本来想继续说


  • CSS3 filter CSS3滤镜

  • transparent、radial-gradient 透明与渐变


这些个可以让动画效果变得更赞的一些 CSS3 属性,但是觉得本文篇幅已经很长,而且这两个属性有点偏离主题,打算另起一文,再做深入探究。


再说两点本文没有谈到的,但是很有用处的小细节,感兴趣的可以去了解了解,也会在接下来进行详细探讨:


1、使用 transform3d api 代替 transform api,强制开启 GPU 加速,提升网站动画渲染性能;


2、使用 CSS3 will-change 提高页面滚动、动画等渲染性能


OK,本文到此结束,如果还有什么疑问或者建议,可以多多交流,原创文章,文笔有限,才疏学浅,文中若有不正之处,万望告知。


本文完整的代码,以及更多的 CSS3 效果,在我 github 上可以看到,也希望大家可以点个 star。


本文的 demo(http://chokcoco.github.io/demo/css3demo/html/index.html) 戳我。


如果本文对你有帮助,请点下赞,写文章不容易。


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