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詳解如何用 CSS3 完成 3D transform變換

Tips:閲讀提示!!!

  1. 首先,本文針對的是3D transform變換的學習,所以你需要對 2D transform變換 有一定的瞭解
  2. 其次,需要説明的是,代碼是一種需要自己不斷實踐的學科,建議各位在開始學習本篇文檔的時候,先創建一個html頁面來邊讀邊練,
    相信這樣,一定會給你留下一個非常直觀且深刻的印象!

本文練習一些公共代碼

鑑於本文貼了不少代碼來演示,所有這裏提前放一個所有演示的公共代碼片段

    // 公共DOM元素,後續均為此寫樣式表
    // 舞台容器
    <div class="stage">
        // 變換元素
        <div class="box"></div>
        <div class="box"></div>
        <div class="box"></div>
        <div class="box"></div>
        <div class="box"></div>
    </div>
    
    // 樣式兼容的各個瀏覽器屬性頭,有需要的在各自代碼中添加  
    // 下列測試代碼使用Chorme運行  
    -webkit-  /* Safari 和 Chrome */
    -ms-       /* IE */
    -moz-       /* Firefox */
    -o-      /* Opera */

實現3D變換的基礎 -- 透視(perspective)

當我們步入CSS3動畫殿堂之時,我們一般都會從一些簡單動的東西開始學習,比如元素的位移,旋轉,放大縮小之類的2D transform變換
那麼如何在一個2D的屏幕上實現3D的變換呢,這裏我們就先需要有一個概念,就是 透視

從一個最簡單的 透視 説起,我們小時候的數學課上,數學老師一定會給我們畫一個立體正方形,能夠在2D平面上看出3D效果就是 透視 的作用

用一張直觀的圖片來説明一下
 title=

透視的類型有以下幾種
 title=

那麼在CSS3中如何用代碼實現透視呢?

  1. 主要是通過perspective屬性來實現定義透視距離
  2. perspective屬性定義3D元素距視圖的距離,以像素計,該屬性允許您改變3D元素查看3D元素的視圖
  3. 透視距離可以這麼理解,如果你的顯示器寬度是1920px的分辨率,那麼2000px的透視距離就近似於,從顯示器平面開始,一個顯示器寬度的距離
  4. 默認值是0px,可以理解為初始位置
  5. 注意!!!當為元素定義 perspective 屬性時,其子元素會獲得透視效果,而不是元素本身
  6. 它有兩種寫法,單個元素時候看似效果相同,但是多元素在同一個舞台上呈現時,就會出現問題了

    • 第一種,是寫在舞台元素上,定義perspective屬性
    • 第二種,是配合transform屬性一起,例如:transform: perspective(600px) rotateY(45deg)
    • 參考下方示例,您可以在自己的demo中測試效果區別,你會發現第二種所有元素都是同一角度的旋轉,
      這是因為第一種透視點是.stage中央,第二種透視點是每一個.box中央
     // 第一種寫法
     .stage {
         width: 100%;
         height: 100%;
         perspective: 1000px;
         -webkit-perspective: 500px;
     }
     .stage .box {
         width: 100px;
         height: 100px;
         margin: 100px 100px;
         background-color: #55ffff;
         display: inline-block;
         transform: rotateY(65deg);
         -webkit-transform: rotateY(65deg);
     }
     
     // 第二種寫法
     .stage {
         width: 100%;
         height: 100%;
     }
     .stage .box {
         width: 100px;
         height: 100px;
         margin: 100px 100px;
         background-color: #55ffff;
         display: inline-block;
         transform: perspective(1000px) rotateY(65deg);
         -webkit-transform: perspective(1000px) rotateY(65deg);
     }

透視基點位置屬性(perspective-origin)

  1. 既然我我們有透視距離的概念,那麼這個透視基點的意思就是,我們所看的舞台或者元素的中心
  2. perspective(透視)屬性必須和perspective-origin(透視基點)屬性一同使用
  3. perspective-origin: x-axis y-axis,xy可以分別是這些值:

    • left
    • right
    • center
    • length,像素
    • %,百分比
  4. 舉個不恰當的例子,透視基點類似看足球比賽中那個球的位置,因為所有人眼都會盯着場上的足球,你和球的距離理解為透視距離就好,當然這並不恰當,不要在意
  5. 該屬性必須與perspective屬性一同使用,而且隻影響3D轉換元素,它可以定義在元素中,並且同perspective屬性一樣,定義在哪裏影響哪裏
  6. 默認值是50% 50%,表示 xy 中心位置
  7. 下面我們利用一個示例來看看,你依舊可以通過修改demo中的參數,看到效果的變化

     // 50% 50% 正好是變換元素的中心點,也是默認值  
     .stage {
         width: 100%;
         height: 100%;
         perspective: 604px;
         -webkit-perspective: 604px;
         // 使用百分比
         perspective-origin: 50% 50%;
         -webkit-perspective-origin: 50% 50%;
         // 使用像素
         // perspective-origin: 200px 100px;
         // -webkit-perspective-origin: 200px 100px;
         // 使用位置
         // perspective-origin: left center;
         // -webkit-perspective-origin: left center;
         // 也可以混用
         // perspective-origin: 200px 10%;
         // -webkit-perspective-origin: 200px 10%;
     }
     .stage .box {
         width: 100px;
         height: 100px;
         margin: 100px 100px;
         background-color: #55ffff;
         display: inline-block;
         transform: rotateY(65deg);
         -webkit-transform: rotateY(65deg);
     }

透視盲區

在我們進行3D變換的時候還會遇到透視盲區的問題,比如一個正方形,旋轉45°之後,正好和你的視線完全平行,那麼這個面你就看不到,這就是視覺盲區
你可以利用下方代碼在自己的demo中查看一下效果

    // 我的電腦分辨率是`1920*1080`,透視距離是`604px`
    // 如果你看不到效果,可以嘗試修改旋轉角度或透視距離,找一下出現盲區的角度  
    .stage {
        width: 100%;
        height: 100%;
        perspective: 604px;
        -webkit-perspective: 604px
    }
    
    .stage .box {
        width: 100px;
        height: 100px;
        margin: 100px 100px;
        background-color: #55ffff;
        display: inline-block;
        transform: rotateY(65deg);
        -webkit-transform: rotateY(65deg);
    }

實現靜態的3D變換 -- 轉換(transform)

相信在2D變換的學習中對於transform屬性一定不陌生了,它不僅可以進行2D變換,也可以進行3D變換,只不過需要藉助上一個透視的屬性,我們才可以在屏幕中看到變換的效果

先來説明一個三維座標系的概念,通俗點來説,z軸對應垂直方向,x軸對應前後方向,y軸對應左右方向
後續我們所説的繞軸變化,你就可以參考這個圖例,想象一下發生的變換
 title=

接下來我們來看看transform支持的變換類型,如果對此您有疑問,可以參考w3school的可測試教程:

  1. 2D類型

    轉換(位移) translate(x,y) / translateX(x) / translateY(y)
    縮放 scale(x,y) / scaleX(x) / scaleY(y)
    旋轉 rotate(angle) / rotateX(angle) / rotateY(angle)
    傾斜 skew(x-angle,y-angle) / skewX(angle) / skewY(angle)
    matrix(),把所有 2D 變換方法組合為一個,可接受六個參數,matrix(scaleX(),skewY(),skewX(),scaleY(),translateX(),translateY())
  2. 3D類型

    轉換(位移) translate3d(x,y,z) / translateZ(z),主要是垂直距離的位移
    縮放 scale3d(x,y,z) / scaleZ(z),同樣是垂直距離的縮放
    旋轉 rotate3d(x,y,z,angle) / rotateX(angle) / rotateY(angle) / rotateZ(angle)
    rotateX/rotateY/rotateZ三種函數分別意思是繞着XYZ軸做旋轉運動,angle參數為單位為deg的角度
    rotate3d函數定義一個變換,它將元素圍繞固定軸移動而不使其變形,運動量由指定的角度定義,
    如果為正,運動將為順時針,如果為負,則為逆時針,想要了解更多可以參考 這篇文檔中的動態示例) 理解

2D變換請參考 本文Tips中的鏈接 或百度教程,下面我們來詳細看下實現靜態3D變換的代碼

    .stage {
        width: 100%;
        height: 100%;
        perspective: 500px;
        -webkit-perspective: 500px;
        perspective-origin: 50% 50%;
        -webkit-perspective-origin: 50% 50%;
    }
    
    .stage .box {
        width: 100px;
        height: 100px;
        margin: 100px 100px;
        background-color: #55ffff;
        display: inline-block;
        // 這裏表示繞Y軸做旋轉65度的變換
        transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
        -webkit-transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
    }

轉換基點位置屬性(transform-origin)

  1. transform-origin屬性允許您改變被轉換元素的位置,2D轉換元素能夠改變元素xy軸,3D轉換元素還能改變其z軸
  2. transform-origin: x-axis y-axis z-axis,這定義了視圖被置於xyz軸的何處,z值只能是length,xy可以分別是這些值:

    • left
    • right
    • center
    • length,像素
    • %,百分比
  3. transform-origin屬性必須和transform屬性一同使用
  4. 默認值是50% 50% 0,表示轉換基點位於 xy 中心以及 z軸 0 的位置
  5. 下面我們利用一個示例來看看,你依舊可以通過修改demo中的參數,看到效果的變化

     .stage {
         width: 100%;
         height: 100%;
         perspective: 500px;
         -webkit-perspective: 500px;
         perspective-origin: 50% 50%;
         -webkit-perspective-origin: 50% 50%;
     }
     
     .stage .box {
         width: 100px;
         height: 100px;
         margin: 100px 100px;
         background-color: #55ffff;
         display: inline-block;
         transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
         -webkit-transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
         // 表示旋轉元素的基準點在 x 100px  y 100px  z -900px 位置
         // 值類型自由使用,不做過多説明,參考上方透視基點屬性
         transform-origin: 100px 100px -900px;
         -webkit-transform-origin: 100px 100px -900px;
     }

轉換如何呈現屬性(transform-style)

  1. transform-style屬性規定如何在3D空間中呈現被嵌套的元素
  2. transform-style: flat | preserve-3dflat表示子元素將不保留其3D位置,preserve-3d表示子元素保留其3D位置
  3. 默認值是flat,不保留3D位置
  4. 下面用一個不同於上面幾個示例的示例來展示整個屬性的效果,你可以在demo中修改幾個屬性來查看效果

     <div class="stage">
         <div class="box">
             <div class="box-out">
                 <div class="box-in"></div>
             </div>
         </div>
     </div>
     .stage {
         width: 100%;
         height: 100%;
         perspective: 1600px;
         -webkit-perspective: 1600px;
     }
     
     .stage .box {
         width: 400px;
         height: 400px;
         margin: 100px 100px;
         background-color: #55ffff;
         transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
         -webkit-transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
         // 這裏會展示3D效果
         transform-style: preserve-3d;
         -webkit-transform-style: preserve-3d;
         // 不展示3D效果
         // transform-style: flat;
         // -webkit-transform-style: flat;
     }
     
     .stage .box .box-out {
         width: 90%;
         height: 90%;
         background-color: #ffff00;
         transform: rotate3d(0.5, 1, 0, 85deg);
         -webkit-transform: rotate3d(0.5, 1, 0, 85deg);
     }
     
     .stage .box .box-out .box-in {
         width: 150%;
         height: 150%;
         background-color: #aaff7f;
         transform: rotate3d(0.1, 1, 0.5, 85deg);
         -webkit-transform: rotate3d(0.1, 1, 0.5, 85deg);
     }

背面是否可見屬性(backface-visibility)

  1. backface-visibility屬性定義當元素不面向屏幕時是否可見
  2. backface-visibility: visible | hiddenvisible表示背面是可見的,hidden表示背面不可見
  3. 該屬性主要用於不想展示被旋轉元素的背面時使用,通常用於一些翻轉動效,比如爐石的抽卡,就屬於背面可見
  4. 下面我們可以通過翻拍效果示例來理解一下這個屬性的作用

     <div class="stage">
         <div class="box">
             <div class="box-prev"></div>
             <div class="box-next"></div>
         </div>
     </div>
     .stage {
         width: 100%;
         height: 100%;
         perspective: 1600px;
         -webkit-perspective: 1600px;
     }
     
     .box {
         width: 400px;
         height: 400px;
         margin: 100px 100px;
         position: relative;
         transition: 0.5s all;
         transform-style: preserve-3d;
         -webkit-transform-style: preserve-3d;
     }
     
     .box-prev, 
     .box-next {
         width: 100%;
         height: 100%;
         position: absolute;
         transition: 0.5s all;
         backface-visibility: hidden;
     }
     
     .box-prev {
         background-color: #ffff00;
         z-index: 1;
     }
     
     .box-next {
         background-color: #aaff7f;
         transform: rotateY(180deg);
         z-index: 0;
     }
     
     .box:hover{
         transform: rotateY(180deg);
     }

做一些簡單的循環動效

學習了上述代碼之後,我們可以做一些簡單的循環動效了,這裏我們用一個簡單的翻書效果來練習,當然還有很多奇思妙想期待你自己去實踐啦!

    <div class="stage">
        <div class="box">
            <div class="box-prev"></div>
            <div class="box-midd"></div>
            <div class="box-next">
                <span></span>
                <span></span>
            </div>
        </div>
    </div>
    .stage {
        width: 100%;
        height: 100%;
    }
    
    .box {
        width: 400px;
        height: 400px;
        margin: 100px 100px;
        position: relative;
        transition: 0.5s all;
        transform-style: preserve-3d;
    }
    
    .box-prev,
    .box-midd,
    .box-next {
        width: 100%;
        height: 100%;
        position: absolute;
        transition: 3s all;
    }
    
    .box-prev {
        background-color: #ffff9b;
        z-index: 2;
    }
    
    .box-midd {
        background-color: #aaff7f;
        z-index: 1;
    }
    
    .box-next {
        display: flex;
        justify-content: space-between;
        z-index: 0;
    }
    
    .box-next span {
        width: 50%;
        height: 100%;
    }
        
    .box-next span:nth-child(1) {
        background-color: #ffff9b;
    }
        
    .box-next span:nth-child(2) {
        background-color: #aaff7f;
    }
    
    .box:hover .box-prev {
        transform: perspective(800px) rotateY(-180deg);
        transform-origin: perspective(800px) 50% 50% 0;
    }

    .box:hover .box-midd {
        transform: perspective(800px) rotateY(-180deg);
        transform-origin: perspective(800px) 50% 50% 0;
    }

參考文檔一 ———— 帶你玩轉css3的3D!
參考文檔二 ———— 好吧,CSS3 3D transform變換,不過如此!
參考文檔三 ———— CSS perspective 屬性
參考文檔三 ———— CSS perspective-origin 屬性
參考文檔五 ———— CSS transform 屬性
參考文檔六 ———— CSS transform-origin 屬性
參考文檔七 ———— CSS transform-style 屬性
參考文檔八 ———— CSS backface-visibility 屬性
參考文檔九 ———— CSS3中設置3D變形的transform-style屬性詳解

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