詳解如何用 CSS3 完成 3D transform變換

Tips:閱讀提示!!!

  1. 首先,本文針對(duì)的是3D transform變換的學(xué)習(xí),所以你需要對(duì) 2D transform變換 有一定的了解
  2. 其次,需要說明的是,代碼是一種需要自己不斷實(shí)踐的學(xué)科,建議各位在開始學(xué)習(xí)本篇文檔的時(shí)候,先創(chuàng)建一個(gè)html頁面來邊讀邊練,
    相信這樣,一定會(huì)給你留下一個(gè)非常直觀且深刻的印象!

本文練習(xí)一些公共代碼

鑒于本文貼了不少代碼來演示,所有這里提前放一個(gè)所有演示的公共代碼片段

    // 公共DOM元素,后續(xù)均為此寫樣式表
    // 舞臺(tái)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(gè)瀏覽器屬性頭,有需要的在各自代碼中添加  
    // 下列測(cè)試代碼使用Chorme運(yùn)行  
    -webkit-  /* Safari 和 Chrome */
    -ms-      /* IE */
    -moz-     /* Firefox */
    -o-      /* Opera */

實(shí)現(xiàn)3D變換的基礎(chǔ) -- 透視(perspective)

當(dāng)我們步入CSS3動(dòng)畫殿堂之時(shí),我們一般都會(huì)從一些簡(jiǎn)單動(dòng)的東西開始學(xué)習(xí),比如元素的位移,旋轉(zhuǎn),放大縮小之類的2D transform變換
那么如何在一個(gè)2D的屏幕上實(shí)現(xiàn)3D的變換呢,這里我們就先需要有一個(gè)概念,就是 透視

從一個(gè)最簡(jiǎn)單的 透視 說起,我們小時(shí)候的數(shù)學(xué)課上,數(shù)學(xué)老師一定會(huì)給我們畫一個(gè)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說明一下

透視正方體

透視的類型有以下幾種

透視類型

那么在CSS3中如何用代碼實(shí)現(xiàn)透視呢?

  1. 主要是通過perspective屬性來實(shí)現(xiàn)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(jì),該屬性允許您改變3D元素查看3D元素的視圖
  3. 透視距離可以這么理解,如果你的顯示器寬度是1920px的分辨率,那么2000px的透視距離就近似于,從顯示器平面開始,一個(gè)顯示器寬度的距離
  4. 默認(rèn)值是0px,可以理解為初始位置
  5. 注意!!!當(dāng)為元素定義 perspective 屬性時(shí),其子元素會(huì)獲得透視效果,而不是元素本身
  6. 它有兩種寫法,單個(gè)元素時(shí)候看似效果相同,但是多元素在同一個(gè)舞臺(tái)上呈現(xiàn)時(shí),就會(huì)出現(xiàn)問題了
    • 第一種,是寫在舞臺(tái)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(cè)試效果區(qū)別,你會(huì)發(fā)現(xiàn)第二種所有元素都是同一角度的旋轉(zhuǎn),
      這是因?yàn)榈谝环N透視點(diǎn)是.stage中央,第二種透視點(diǎn)是每一個(gè).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(diǎn)位置屬性(perspective-origin)

  1. 既然我我們有透視距離的概念,那么這個(gè)透視基點(diǎn)的意思就是,我們所看的舞臺(tái)或者元素的中心
  2. perspective(透視)屬性必須和perspective-origin(透視基點(diǎn))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(gè)不恰當(dāng)?shù)睦樱敢暬c(diǎn)類似看足球比賽中那個(gè)球的位置,因?yàn)樗腥搜鄱紩?huì)盯著場(chǎng)上的足球,你和球的距離理解為透視距離就好,當(dāng)然這并不恰當(dāng),不要在意
  5. 該屬性必須與perspective屬性一同使用,而且只影響3D轉(zhuǎn)換元素,它可以定義在元素中,并且同perspective屬性一樣,定義在哪里影響哪里
  6. 默認(rèn)值是50% 50%,表示 xy 中心位置
  7. 下面我們利用一個(gè)示例來看看,你依舊可以通過修改demo中的參數(shù),看到效果的變化
    // 50% 50% 正好是變換元素的中心點(diǎn),也是默認(rèn)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(qū)

在我們進(jìn)行3D變換的時(shí)候還會(huì)遇到透視盲區(qū)的問題,比如一個(gè)正方形,旋轉(zhuǎn)45°之后,正好和你的視線完全平行,那么這個(gè)面你就看不到,這就是視覺盲區(qū)
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(zhuǎn)角度或透視距離,找一下出現(xiàn)盲區(qū)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(shí)現(xiàn)靜態(tài)的3D變換 -- 轉(zhuǎn)換(transform)

相信在2D變換的學(xué)習(xí)中對(duì)于transform屬性一定不陌生了,它不僅可以進(jìn)行2D變換,也可以進(jìn)行3D變換,只不過需要借助上一個(gè)透視的屬性,我們才可以在屏幕中看到變換的效果

先來說明一個(gè)三維坐標(biāo)系的概念,通俗點(diǎn)來說,z軸對(duì)應(yīng)垂直方向,x軸對(duì)應(yīng)前后方向,y軸對(duì)應(yīng)左右方向
后續(xù)我們所說的繞軸變化,你就可以參考這個(gè)圖例,想象一下發(fā)生的變換

三維坐標(biāo)系示意

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

  1. 2D類型

    轉(zhuǎn)換(位移) translate(x,y) / translateX(x) / translateY(y)
    縮放 scale(x,y) / scaleX(x) / scaleY(y)
    旋轉(zhuǎn) 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(gè),可接受六個(gè)參數(shù),matrix(scaleX(),skewY(),skewX(),scaleY(),translateX(),translateY())

  2. 3D類型

    轉(zhuǎn)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(zhuǎn) rotate3d(x,y,z,angle) / rotateX(angle) / rotateY(angle) / rotateZ(angle)
    rotateX/rotateY/rotateZ三種函數(shù)分別意思是繞著XYZ軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),angle參數(shù)為單位為deg的角度
    rotate3d函數(shù)定義一個(gè)變換,它將元素圍繞固定軸移動(dòng)而不使其變形,運(yùn)動(dòng)量由指定的角度定義,
    如果為正,運(yùn)動(dòng)將為順時(shí)針,如果為負(fù),則為逆時(shí)針,想要了解更多可以參考 這篇文檔中的動(dòng)態(tài)示例 理解

2D變換請(qǐng)參考 本文Tips中的鏈接 或百度教程,下面我們來詳細(xì)看下實(shí)現(xiàn)靜態(tài)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;
        // 這里表示繞Y軸做旋轉(zhuǎn)65度的變換
        transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
        -webkit-transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
    }

轉(zhuǎn)換基點(diǎn)位置屬性(transform-origin)

  1. transform-origin屬性允許您改變被轉(zhuǎn)換元素的位置,2D轉(zhuǎn)換元素能夠改變?cè)豿y軸,3D轉(zhuǎn)換元素還能改變其z軸
  2. transform-origin: x-axis y-axis z-axis,這定義了視圖被置于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(rèn)值是50% 50% 0,表示轉(zhuǎn)換基點(diǎn)位于 xy 中心以及 z軸 0 的位置
  5. 下面我們利用一個(gè)示例來看看,你依舊可以通過修改demo中的參數(shù),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(zhuǎn)元素的基準(zhǔn)點(diǎn)在 x 100px  y 100px  z -900px 位置
        // 值類型自由使用,不做過多說明,參考上方透視基點(diǎn)屬性
        transform-origin: 100px 100px -900px;
        -webkit-transform-origin: 100px 100px -900px;
    }

轉(zhuǎn)換如何呈現(xiàn)屬性(transform-style)

  1. transform-style屬性規(guī)定如何在3D空間中呈現(xiàn)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(rèn)值是flat,不保留3D位置
  4. 下面用一個(gè)不同于上面幾個(gè)示例的示例來展示整個(gè)屬性的效果,你可以在demo中修改幾個(gè)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);
        // 這里會(huì)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(dāng)元素不面向屏幕時(shí)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. 該屬性主要用于不想展示被旋轉(zhuǎn)元素的背面時(shí)使用,通常用于一些翻轉(zhuǎn)動(dòng)效,比如爐石的抽卡,就屬于背面可見
  4. 下面我們可以通過翻拍效果示例來理解一下這個(gè)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(jiǎn)單的循環(huán)動(dòng)效

學(xué)習(xí)了上述代碼之后,我們可以做一些簡(jiǎn)單的循環(huán)動(dòng)效了,這里我們用一個(gè)簡(jiǎn)單的翻書效果來練習(xí),當(dāng)然還有很多奇思妙想期待你自己去實(shí)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(zhuǎn)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(shè)置3D變形的transform-style屬性詳解

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