CSS3 3D transform变换

当我看到下面这张基本图的时候,我的右侧的浓眉毛不由自主抖动了两下,呵,呵呵~~

3D变换坐标图解

这个长得像原子核一样的是什么东东?那像章鱼哥一样四处横生的箭头好吓人哦!后面怎么还有一个苍蝇拍??
CSS好可怕,我要回去找妈妈……
想必大部分的同行应该跟我一样,没有爱因斯坦爷爷的智商,没有上镜需要把表摘掉的爸爸。因此,那些术语连篇的CSS3 3D transform介绍的资料过于耀眼,无法直视。怎么办?
好吧,佛家有云,我不入地狱谁入地狱。这里,我就从凡人们的视角说说CSS3 3D transform的一些东西,希望说的东西比较亲民,不要吓着大家。
二、首先,情感化认识
我觉得吧,要想理解一个东西,最好先有一些感性的认识。
CSS3中的3D变换效果,本质上就是我们OOXX时候各种姿势的变换,又称各种体位的变换。
虽然都是成年人,但考虑到仍有不少窝中待守的雏鸟,如果上面的解释想不过来,就想想以下这些:**1. **下图的这些人在干嘛?

跳水?NO, No, No!! 记住,他们不是在跳水,是在做3D变换!!!
2. 下图可爱baby在干嘛
广播体操?NO, No, No!! 记住,他不是在做操,是在做3D变换!!!
3. 来到2次元,下图这个妹子在这幅姿态称为:
鑫表情 性感 色
卖萌?NO, No, No!! 记住,他不是在卖萌,是在做3D变换!!!
哈哈哈哈,是否意识到:在显示世界中,一切的动作(包括上面巨乳萌妹所引发的精虫上脑),都是属于3D transform变换。 因此,要学习与理解3D transform变换很简单,一句话,到现实世界找个东西映射一下即可。
三、认识的突破口:rotateX, rotateY, rotateZ
3D transform中有下面这三个方法:
rotateX( angle )

rotateY( angle )

rotateZ( angle )

理解了这三个方法,后面更难懂的perspective
就好下手了,可以说是突破口!
rotate
旋转的意思,rotateX
旋转X轴,rotateY
旋转Y轴,rotateZ
旋转Z轴……


什么X轴/Y轴/Z轴,这几个词从我嘴里一出来,别说你们,我自己都晕了~~
赶快,从现实世界找对应东西理解(参照下面人的旋转):邹凯的体操单杠运动是rotateX
单杠

蔡依林姐姐的钢管舞是rotateY
蔡依林-钢管舞

旋转飞刀的特技表演是rotateZ
飞刀魔术

还是理解不过来?好吧,假设你是男的,以你的女朋友举例,假如原本你和她面对面站着,然后你——从正面将其推到就是rotateX
妹子推到与transform rotateX

让其原地转个90度欣赏其侧面的丰满曲线就是rotateY
妹子推到与transform rotateY

把妹子抱到床上侧面躺着就是rotateZ
妹子推到与transform rotateZ

于是,下面CSS世界中的简单3D效果是不是更容易理解了呢?!
transform rotateX(45deg)的效果图
transform rotateY(45deg)的效果图
transform rotateZ(45deg)的效果图

四、必不可少的perspective属性
perspective
的中文意思是:透视,视角!
perspective
属性的存在与否决定了你所看到的是2次元的还是3次元的,也就是是2D transform还是3D transform. 这不难理解,没有透视,不成3D.
我们初中学美术,或者学建筑的同学肯定接触过透视的一些东西:
3D透视 张鑫旭-鑫空间-鑫生活
3D透视 张鑫旭-鑫空间-鑫生活

不过,CSS3 3D transform中的透视的透视点与上面两张示例图是不同的:CSS3 3D transform的透视点是在浏览器的前方
或者这么理解吧:显示器中3D效果元素的透视点在显示器的上方(不是后面),近似就是我们眼睛所在方位!
比方说,一个1680像素宽的显示器中有张美女图片,应用了3D transform,同时,该元素或该元素父辈元素设置的perspective
大小为2000像素。则这张美女多呈现的3D效果就跟你本人在1.2个显示器宽度的地方(1680*1.2≈2000)看到的真实效果一致!!
1680宽度像素显示器与3D transform视角大小示意

五、translateZ帮你寻找透视位置
如果说rotateX
/rotateY
/rotateZ
可以帮助理解三维坐标,则translateZ
则可以帮你理解透视位置。
我们都知道近大远小的道理,对于没有rotateX
以及rotateY
的元素,translateZ
的功能就是让元素在自己的眼前或近或远。比方说,我们设置元素perspective
为201像素,如下:
perspective: 201px;

则其子元素,设置的translateZ
值越小,则子元素大小越小(因为元素远去,我们眼睛看到的就会变小);translateZ
值越大,该元素也会越来越大,当translateZ
值非常接近201像素,但是不超过201像素的时候(如200像素),该元素的大小就会撑满整个屏幕(如果父辈元素没有类似overflow:hidden的限制的话)。因为这个时候,子元素正好移到了你的眼睛前面,所谓“一叶蔽目,不见泰山”,就是这么回事。当translateZ
值再变大,超过201像素的时候,该元素看不见了——这很好理解:我们是看不见眼睛后面的东西的!
再生动的文字描述也不如一个实例来得直观,您可以狠狠地点击这里:translateZ方法辅助理解perspective视角demo
建议Chrome浏览器下访问,可以使用range
控件,演示效果更赞,如下截图:-100时候最小,200时候超级满屏(垂直方向因特殊布局限制没有显示),250的时候因为元素已经在视点之外,因此是一片空白(看不见)。

-100像素最远距离最小显示 张鑫旭-鑫空间-鑫生活
translateZ 200像素时候超级大的显示
translateZ为250像素时候元素在视区之外,因此看不见是空白

六、perspective属性的两种书写
perspective
属性有两种书写形式,一种用在舞台元素上(动画元素们的共同父辈元素);第二种就是用在当前动画元素上,与transform的其他属性写在一起。如下代码示例:
.stage { perspective: 600px;}

以及:

stage .box { transform: perspective(600px) rotateY(45deg);}

您可以狠狠地点击这里:perspective属性的两种书写demo
结果如下缩略图:

CSS3 transform perspective两种书写形式demo效果截图

从上图我们貌似可以看到,虽然书写的形式,属性名称不一致,但是,效果貌似是一样的~~果真是这样吗???
实际上不然,上面的demo上下两个效果之所以会一样,是因为舞台上只有一个元素,因此,发生了巧合,其正好表现一样了。如果,如果舞台上有很多个元素,则两种书写形式的表现差异就会立马显示出来了!
您可以狠狠地点击这里:舞台多元素下的perspective两种书写对比demo
demo页面效果缩略图如下(因背景色随机,可能与下图有差异):
不同transform perspective书写下的表现差异

好吧,图中的效果其实不难理解。上面舞台整个作为透视元素,因此,显然,我们看到的每个子元素的形体都是不一样的;而下面,每个元素都有一个自己的视点,因此,显然,因为rotateY的角度是一样的,因此,看上去的效果也就一模一样了!
关于Chrome浏览器以及透视盲区在Chrome浏览器下,要想看到完整的3D效果,还需要3D变换元素正好在窗体的垂直居中位置,因此,在Chrome浏览器下,生成了两个位置居中的按钮,帮助您看到想要的效果:
Chrome浏览器下位置居中按钮
Chrome浏览器下舞台垂直居中3D效果显示

当我们改变第一个range
控件值为200的时候,您会发现右侧第三个元素看不见了:
200值的时候有元素看不见

这不难理解,前面一排门,每个门都是1米,你距离门2米,显示,当所有门都开了45°角的时候,此时,距离中间门右侧的第二个门正好与你的视线平行,这个门的门面显然就什么也看不到。这就是为什么上面右侧第三个门一片空白的元素——特定的视角以及距离形成的视觉盲区。
七、理解perspective-origin
perspective-origin
这个属性超级好理解,表示你那双色迷迷的眼睛看的位置。默认就是所看舞台或元素的中心。有时候,我们对中心的位置是不感兴趣的,希望视线放在其他一些地方。比方说
不同视线落地位置对应不同的perspective-origin值

一图胜千言,屌丝男们这个应该都懂的。
下面为立方体的实际应用透视效果图:
perspective-origin: 25% 75%;

立方体不同透视角度的效果

八、transform-style: preserve-3d
transform-style
属性也是3D效果中经常使用的,其两个参数,flat|preserve-3d
. 前者flat
为默认值,表示平面的;后者preserve-3d
表示3D透视。
preserve-3d

符合我们真实世界的思维认识。比方说,你让妹子右转了45度,此时妹子脑袋左转45度想你吐舌卖萌,妹子的脸蛋应该和你是面对面平行的。
身体旋转脸也旋转

应用transform-style: preserve-3d
声明的元素确实是这样表现的,但是,如果使用默认的flat

值,其效果表现——恕我想象力有限——想不通:妹子的脸还是左转45度的,同时脑袋似乎移到了身体以外的地方

因此,基本上,我们想要根据现实经验实现一些3D效果的时候,transform-style: preserve-3d
是少不了的。一般而言,该声明应用在3D变换的兄弟元素们的父元素上,也就是舞台元素。
九、backface-visibility
在显示世界中,我们无法穿过软妹A看到其身后的软妹B或C或D;但是,在CSS3的3D世界中,默认情况下,我们是可以看到背后的元素(也不知可不可以透视妹子的衣服~
)!
看不到后面的软妹,哦呵呵

因此,为了切合实际,我们常常会这样设置,使后面元素不可见:
backface-visibility:hidden;

十、实际应用-图片的旋转木马效果
您可以狠狠地点击这里:图片的旋转木马效果demo
建议在足够新版本的FireFox浏览器或Safari浏览器下观看,Chrome可能需要居中定位查看,下图为效果缩略图:

图片3D旋转木马效果截图

原理:那些看上去很酷酷的CSS3 3D效果其实就颠来倒去那几个属性(本文提到的这几个),折腾来折腾去,这里这个效果显然也是如此。
首先HTML结构,如下:
舞台 容器 图片 图片 图片 ...

对于舞台,很简单,加个视距,比方说800像素:
perspective: 800px;

对于容器,很简单,加个3D视图声明,如下:
transform-style: preserve-3d;

然后就是图片们了。为了不至于产生类似DNA的螺旋状效果,我们让所有图片position:absolute
,公用同一个中心点。
显然,图片旋转木马是类似钢管舞旋转的运动,因此,我们关心的是rotateY
的大小。
因为要正好绕成一个圈,因此,图片rotateY
值正好0~360等分,于是,如果有9张图片,则每个图片的旋转角度累加40(360 / 9 = 40)度即可。因此有:
img:nth-child(1) { transform: rotateY( 0deg ); }img:nth-child(2) { transform: rotateY( 40deg ); }img:nth-child(3) { transform: rotateY( 80deg ); }img:nth-child(4) { transform: rotateY( 120deg ); }img:nth-child(5) { transform: rotateY( 160deg ); }img:nth-child(6) { transform: rotateY( 200deg ); }img:nth-child(7) { transform: rotateY( 240deg ); }img:nth-child(8) { transform: rotateY( 280deg ); }img:nth-child(9) { transform: rotateY( 320deg ); }

这样就好了吗?
No, No, No!!!
想想看那,虽然9个绝色美女每个人的方位不一样,但都站在同一个点上,早就挤作一团,A罩都挤成C了,显然是不行的(见下图只设置rotateY)!我们需要拉开空间~~

只设置rotateY时候,众多美女图片挤作一团

如何拉开空间,很简单。
想想看那:9个美女,分别面朝东南西北共9个不同方位,她们只要每个人向前走个45步,美女们之间的空间不久拉开了,呈现圆形了!想象一下夜空中,礼花绽开的场景~
这里的向前走4~5步,聪明的人应该已经知道了,就是本文提到的translateZ
, 当translateZ
为正值的时候,元素会向其面对的方向走去;如果元素无旋转,就会朝显示器走来!!
现在只剩下一个问题了,美女们要向前走多远呢??
这个距离是有计算公式滴!
拿本demo距离,每张美女图片的宽度是128像素,因此,有如下理想方位效果图:
旋转木马效果理想方位图

上图中红色标注的r
就是的demo页面中图片要translateZ
的理想值(该值可以让所有图片无缝围成一个圆)!
r
的计算很简单,有初中数学水平的人应该都会:
r = 64 / Math.tan(20 / 180 * Math.PI) ≈ 175.8

demo页面为了好看,图片之间留了点间距,使用的translateZ
的值为175.8 + 20 = 195.8

.
旋转木马demo页面translateZ值大小

最后的最后,要让木马旋转起来,只要让容器每次旋转40度就可以了。
节省篇幅,具体的JavaScript操作代码就不展示了,您有兴趣可以查看demo页面源代码。

理解了旋转木马3D效果实现原理,基本上,其他些3D效果可以轻松驾驭了,因此,本效果还是值得你花功夫看看滴~~
十一、好吧,结语
理论上,现实世界,及3次元世界中的各种有规律的运动效果都可以使用CSS3 transform 3D方法实现。文章最后的旋转木马效果可以说是各类千奇百怪效果中的沧海一粟~~其他各类有的没有的效果就靠你的大脑就构想了。至于实现嘛,理解了,也就都是小菜。但是,要是不理解,纯粹从网上copy些效果代码,那永远就是copy的命咯!
文章篇幅已经很长了,我的指头也敲出老茧来了,就不再啰嗦什么了。希望本文的嗑叨、卖弄、折腾能够让您学习CSS3 3D transform变换的相关东西更加轻松点!
行文仓促,文中有错误在所难免,欢迎诸位指正。

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