css3帶你實現3D轉換效果

前言

在css3中允許使用3D轉換來對元素進行格式化，在原本只是2D轉化的平面中引入了Z軸。在這之前我們講解了css3中的2D轉換，也就是二維空間變換，本篇的3D轉換就是基於原來的2D轉換而來，與2D轉換的功能相似。

三維坐標系

相信學過數學的效果版對這一概念多多少少是知道的，我們要想有一個3D空間效果，也就是立體空間感，比如：正方體、長方體.....再比如我們生活所居住的房間也是3D立體空間的，主要有X軸、Y軸Z軸共同組成

x軸 ： 水平向右，x右邊是正值，左邊是負值。

y軸 ： 垂直向下，y下面是正值，上面是負值。

z軸 ： 垂直屏幕，往外面是正值，往里面是負值。

 

轉換屬性

屬性	描述
transform	使得元素向2D或3D轉換
transform-origin	改變轉換元素的位置
transform-style	規定被嵌套元素如何在 3D 空間中顯示
perspective	規定 3D 元素的透視效果
perspective-origin	規定 3D 元素的底部位置
backface-visibility	定義元素在不面對屏幕時是否可見

這里transform 屬性和transform-origin 屬性在前一篇《有趣的transform形變》中已經講解了，這里就不再細說。不同的是在3D轉換中，transform-origin 屬性會接收第三個值，表示Z軸方向位置

（1）transform-style

transform-style 設置元素的子元素是位於 3D 空間中還是平面中。

語法：

div{
    transform-style: flat|preserve-3d;
}

• flat：設置元素的子元素位於該元素的平面中（子元素不設置3D空間）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>Document</title>
    <style>
        .box{
            position: relative;
            width: 200px;
            height: 200px;
            margin: 100px auto;
            transition: .5s;
            /* flat:子元素不存在3D空間 */
            transform-style: flat;
            background-color: #eee;
        }
        .box:hover{
            transform: rotateY(60deg);
        }
        .s{
            position: absolute;
            top: 0;
            left: 0;
            width: 100%;
            height: 100%;
            background-color: pink;
        }
        .s2{
            background-color: orange;
            transform: rotateX(45deg);
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div class="box">
        <div class="s s1"></div>
        <div class="s s2"></div>
    </div>
</body>
</html>

設置flat值，子元素就只位於平面中，效果如下：

• preserve-3d：設置元素的子元素應用於3D空間中

基於上述栗子，將transform-style 屬性值改為preserve-3d ：

.box{
  /* 讓子元素保持3d立體空間環境 */
  transform-style: preserve-3d;
}

得到3D空間效果：

3D視覺是不是感覺一下就來啦~

（2）perspective

perspective指定了觀察者與 z=0 平面的距離，使具有三維位置變換的元素產生透視效果。如果不指定透視，則Z軸空間中的所有點將平鋪到同一個2D視平面中，並且變換結果中將不存在景深概念

z>0 的三維元素比正常大，而 z<0 時則比正常小，大小程度由該屬性的值決定

“perspective”本身就具有透視的意思，就是設置用於戶和元素3D空間Z平面之間的距離（視距），簡單理解就是將電腦屏幕當做一個平面，用戶眼睛到屏幕的垂直方向。值越大用戶與屏幕距離越遠，視覺效果很小，值越小3D效果就越明顯。

語法：

div{
   perspective：none | <length>
}

• none：默認值，與 0 相同，不設置透視
• length：元素距離視圖的距離，以像素計

這里還是以上述栗子進行演示：

body{
    perspective: 900px;
} 

或者

.box{
    perspective: 900px;
}

只要設置在父盒子上就可以，效果如下：

從第一眼就可以看出與上面不同，沒有設置景深是這樣：

 設置了景深是這樣的：

 注意：perspective屬性只影響 3D 轉換元素，並且同時使用perspective-origin 屬性，可以改變 3D 元素的底部位置

（3）perspective-orgin

perspective-origin 屬性定義 3D 元素所基於的 X 軸和 Y 軸。該屬性允許您改變 3D 元素的底部位置。

語法：

perspective-origin: x-axis y-axis;

x-position：指定消失點的橫坐標，其值有以下形式：

• <length-percentage> 長度值或相對於元素寬度的百分比值，可為負值。
• left, 關鍵字，0值的簡記。
• center, 關鍵字，50%的簡記。
• right, 關鍵字，100%的簡記。

y-position：指定消失點的縱坐標，其值有以下形式：

• <length-percentage> 長度值或相對於元素高度的百分比值，可為負值。
• top, 關鍵字，0值的簡記。
• center, 關鍵字，50%的簡記。
• bottom, 關鍵字，100%的簡記

介紹完語法使用，我們知道了怎么取值，下面還是基於上述例子繼續演示：

• 值為長度值：

.box{
    perspective-origin: 300px;
}

效果如下：

• 值為關鍵字：

.box{
    perspective: 900px;
    perspective-origin: left;
}

效果如下：

• 值為百分比：

.box{
    perspective: 900px;
    perspective-origin: 300%;
}

效果如下：

• 兩個值：

.box{
    perspective: 900px;
    perspective-origin: left top;
}

效果如下：

（4）backface-visibility

backface-visibility 指定當元素背面朝向觀察者時是否可見

元素的背面是其正面的鏡像，雖然在 2D 中不可見，但是當變換導致元素在 3D 空間中旋轉時，背面可以變得可見。 （此屬性對 2D 變換沒有影響，它沒有透視。）

語法：

backface-visibility: visible|hidden;

• visible：默認值。 背面是可見的。
• hidden：背面是不可見的

這里借鑒了MDN上面的例子：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>Document</title>
    <style>
        .showbf div {
          backface-visibility: visible;
        }
        
        .hidebf div {
          backface-visibility: hidden;
        }
        .container {
          width: 150px;
          height: 150px;
          margin: 75px 0 0 75px;
          border: none;
        }
        
        .cube {
          width: 100%;
          height: 100%;
          perspective: 550px;
          perspective-origin: 150% 150%;
          transform-style: preserve-3d;
        }
        
        .face {
          display: block;
          position: absolute;
          width: 100px;
          height: 100px;
          border: none;
          line-height: 100px;
          font-family: sans-serif;
          font-size: 60px;
          color: white;
          text-align: center;
        }
        
        .front {
          background: rgba(0, 0, 0, 0.3);
          transform: translateZ(50px);
        }
        
        .back {
          background: rgba(0, 255, 0, 1);
          color: black;
          transform: rotateY(180deg) translateZ(50px);
        }
        
        .right {
          background: rgba(196, 0, 0, 0.7);
          transform: rotateY(90deg) translateZ(50px);
        }
        
        .left {
          background: rgba(0, 0, 196, 0.7);
          transform: rotateY(-90deg) translateZ(50px);
        }
        
        .top {
          background: rgba(196, 196, 0, 0.7);
          transform: rotateX(90deg) translateZ(50px);
        }
        
        .bottom {
          background: rgba(196, 0, 196, 0.7);
          transform: rotateX(-90deg) translateZ(50px);
        }
        
        th, p, td {
          background-color: #EEEEEE;
          margin: 0px;
          padding: 6px;
          font-family: sans-serif;
          text-align: left;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <table>
      <tr>
        <th><code>backface-visibility: visible;</code></th>
        <th><code>backface-visibility: hidden;</code></th>
      </tr>
      <tr>
        <td>
          <div class="container">
            <div class="cube showbf">
              <div class="face front">1</div>
              <div class="face back">2</div>
              <div class="face right">3</div>
              <div class="face left">4</div>
              <div class="face top">5</div>
              <div class="face bottom">6</div>
            </div>
          </div>
          <p>
            Since all faces are partially transparent,
            the back faces (2, 4, 5) are visible
            through the front faces (1, 3, 6).
          </p>
        </td>
        <td>
          <div class="container">
            <div class="cube hidebf">
              <div class="face front">1</div>
              <div class="face back">2</div>
              <div class="face right">3</div>
              <div class="face left">4</div>
              <div class="face top">5</div>
              <div class="face bottom">6</div>
            </div>
          </div>
          <p>
            The three back faces (2, 4, 5) are
            hidden.
          </p>
        </td>
      </tr>
    </table>
</body>
</html>

 

3D轉換

旋轉單位：deg(角度)、rad(弧度)、grad(梯度)、turn(圈)

• 弧度 = 角度*π/180

• grad = 360度(一圈)

（1）3D位移

3D位移在2D基礎上多加了一個可以z軸移動的方向

3D位移主要演示translateZ和translate3d兩個屬性：

translate3d() CSS 函數在3D空間內移動一個元素的位置，這個移動由一個三維向量來表達，分別表示他在三個方向上移動的距離

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>3D位移</title>
    <style>
body{
    perspective: 800px;
} 
.box{
    position: relative;
    width: 200px;
    height: 200px;
    margin: 100px auto;
    transition: .5s;
    background-color: pink;
    text-align: center;
    line-height: 200px;
}
.box:hover{
    /* transform: translateX(50px) translateY(100px) translateZ(200px); */
    /* 簡寫 */
    transform: translate3d(50px,100px,200px);
}
    </style>
</head>
<body>
    <div class="box">3D位移</div>
</body>
</html>

效果如下：

注意：

• 首先要設置perspectiv屬性在被觀察元素的父盒子上，不然不會有Z軸效果。
• 如果只是單獨設置Z軸視距，可以直接使用translateZ屬性。
• Z軸設置的值越大，距離我們眼睛就越近，也就是簡單理解元素被放大了
• Z軸設置的值越小，或者為負數，則會離我們眼睛越遠，元素縮小

（2）3D旋轉

rotateX：讓元素圍繞X軸轉

rotateY：讓元素圍繞Y軸旋轉

rotateZ：讓元素圍繞Z軸旋轉

rotate3d：讓元素圍繞固定軸旋轉不變形

旋轉量由角度決定，角度為正則順時針旋轉，反之逆時針旋轉

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
    <title>3D旋轉</title>
    <style>
body{
    perspective: 800px;
} 
.box{
    position: relative;
    width: 200px;
    height: 200px;
    margin: 100px auto;
    transition: .5s;
    background-color: pink;
    text-align: center;
    line-height: 200px;
}
.box:hover{
    transform: rotateX(180deg); /* X軸旋轉180° */
    transform: rotateY(180deg); /* Y軸旋轉180° */
    transform: rotateZ(180deg); /* Z軸旋轉180° */
}
    </style>
</head>
<body>
    <div class="box">3D旋轉</div>
</body>
</html>

X軸旋轉效果：

Y軸旋轉效果：

Z軸旋轉效果：

這里單獨將rotate3d函數拎出來講

語法：

rotate3d(x, y, z, a)

取值分析：

• x：可以是0到1之間的數值，表示旋轉軸X坐標方向的矢量
• y：可以是0到1之間的數值，表示旋轉軸Y坐標方向的矢量
• z：可以是0到1之間的數值，表示旋轉軸Z坐標方向的矢量
• a：表示旋轉角度。正的角度值表示順時針旋轉，負值表示逆時針旋轉

也就是說 rotateX(a) === rotate3d(1,0,0,a) 、 rotateY(a) === rotate3d(0,1,0,a) 、 rotateZ(a) === rotate3d(0,0,1,a) 

.box:hover{
    transform: rotate3d(1,1,0,50deg); /* 表示在X軸和Y軸旋轉50° */
}

效果如下：

 

.box:hover{
    transform: rotate3d(1,1,1,1turn); /* 圍繞3軸旋轉一圈 */
}

效果如下：

 

綜合案例

基於上述所學內容，我們來實操做一個3D盒子旋轉：

 html結構 ：

<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
    <head>
        <meta charset="UTF-8" />
        <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
        <title>3D盒子旋轉</title>
        <link rel="stylesheet" href="css/index.css" />
    </head>
    <body>
        <section>
            <div><img src="images/1.jpg" alt="" /></div>
            <div><img src="images/2.jpg" alt="" /></div>
            <div><img src="images/3.jpg" alt="" /></div>
            <div><img src="images/4.jpg" alt="" /></div>
            <div><img src="images/5.jpg" alt="" /></div>
            <div><img src="images/6.jpg" alt="" /></div>
            <div><img src="images/1.jpg" alt="" /></div>
            <div><img src="images/2.jpg" alt="" /></div>
            <div><img src="images/3.jpg" alt="" /></div>
            <div><img src="images/4.jpg" alt="" /></div>
            <div><img src="images/5.jpg" alt="" /></div>
            <div><img src="images/6.jpg" alt="" /></div>
        </section>
    </body>
</html>

 css部分 ：

* {
    /* 初始化 */
    padding: 0;
    margin: 0;
}
body {
    /* 彈性布局*/
    display: flex;
    justify-content: center;
    align-items: center;
    height: 100vh;
    /* 視距 */
    perspective: 1000px;
}
section {
    position: relative;
    width: 150px;
    height: 150px;
    /* 讓子元素保留其3D位置 */
    transform-style: preserve-3d;
    /* 動畫 名稱 時長 linear 是勻速運動 infinite是無限次播放 */
    animation: rotate 5s linear infinite;
}
section div {
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    width: 100%;
    height: 100%;
    background-color: #fff;
    transition: all 1s;
}
section div img {
    width: 100%;
    height: 100%;
}
/* 這里使用的偽類選擇器 */
section div:nth-child(1) { /* 選擇第1個元素 */
    transform: translateZ(75px);
}
section:hover div:nth-child(1) {
    transform: translateZ(200px);
}
section div:nth-child(2) { /* 選擇第2個元素 */
    transform: rotateX(-180deg) translateZ(75px);
}
section:hover div:nth-child(2) {
    transform: rotateX(-180deg) translateZ(200px);
}
section div:nth-child(3) { /* 選擇第3個元素 */
    transform: rotateX(90deg) translateZ(75px);
}
section:hover div:nth-child(3) {
    transform: rotateX(90deg) translateZ(200px);
}
section div:nth-child(4) { /* 選擇第4個元素 */
    transform: rotateX(-90deg) translateZ(75px);
}
section:hover div:nth-child(4) {
    transform: rotateX(-90deg) translateZ(200px);
}
section div:nth-child(5) { /* 選擇第5個元素 */
    transform: rotateY(90deg) translateZ(75px);
}
section:hover div:nth-child(5) {
    transform: rotateY(90deg) translateZ(200px);
}
section div:nth-child(6) { /* 選擇第6個元素 */
    transform: rotateY(-90deg) translateZ(75px);
}
section:hover div:nth-child(6) {
    transform: rotateY(-90deg) translateZ(200px);
}
section div:nth-child(7) { /* 選擇第7個元素 */
    transform: translateZ(75px);
}
section div:nth-child(8) { /* 選擇第8個元素 */
    transform: rotateX(-180deg) translateZ(75px);
}
section div:nth-child(9) { /* 選擇第9個元素 */
    transform: rotateX(90deg) translateZ(75px);
}
section div:nth-child(10) { /* 選擇第10個元素 */
    transform: rotateX(-90deg) translateZ(75px);
}
section div:nth-child(11) { /* 選擇第11個元素 */
    transform: rotateY(90deg) translateZ(75px);
}
section div:nth-child(12) { /* 選擇第12個元素 */
    transform: rotateY(-90deg) translateZ(75px);
}

/* 定義動畫 */
@keyframes rotate {
    0% {
        transform: rotateY(0) rotateX(0);
    }
    100% {
        transform: rotateY(360deg) rotateX(360deg);
    }
}

 效果如下