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CSS3景深和三维变换属性及旋转三维立方体的具体实现方法（图文）

时间：2021-07-01 10:21:17 帮助过：37人阅读

上周简单写了一下2D变换

今天来写写3D变换
三维立体效果我觉得是CSS3中最有意思的地方
不得不佩服那些开发者大神们
让我们能够通过几行CSS代码就能得到酷炫的视觉体验

浏览器坐标系

在讲正式语法之前，首先需要了解浏览器坐标系
这需要我们把浏览器界面想象成一个立体的场景

这是网上流传很广的浏览器坐标系图片
从左到右的方向是浏览器x轴的正方向
从上到下的方向是浏览器y轴的正方向
而z轴正方向是面对于我们的
了解这个很重要，因为下面我们旋转元素需要借助它来理解

3D旋转

我们在平面中使用的旋转只是单纯的让元素在平面旋转一定角度
在三维旋转中稍微要复杂一下
属性当然还是用我们的transform
三维旋转有下面三个函数分别对应三个维度的旋转

rotateX（xxdeg）
rotateY（xxdeg）
rotateZ（xxdeg）

rotateX是让元素绕着x轴旋转，角度越大，元素绕着x轴顺时针旋转
类似于我们的单杠运动

transform: rotateX(45deg);

rotateY是让元素绕着y轴旋转，角度越大，元素绕着y轴顺时针旋转
类似于钢管舞运动..

transform: rotateY(45deg);

rotateZ是让元素绕着z轴旋转，角度越大，元素绕着z轴顺时针旋转
这就是我们在二维平面的旋转，类似于转盘

transform: rotateZ(45deg);

其实3D旋转还有一个合成的函数是rotate3d(num,num,num,deg)
用的不是很多，我就简单说一下
参数并不是我们想那样的3个角度值
而是三个数字一个角度值
前三个数字分别表示绕x、y、z轴旋转的矢量值
最后一个表示在空间的旋转角度，等价关系如下

rotate3d(1,0,0,xxdeg) <==> rotateX(xxdeg) 
rotate3d(0,1,0,xxdeg) <==> rotateY(xxdeg) 
rotate3d(0,0,1,xxdeg) <==> rotateZ(xxdeg)

3D位移与3D缩放

我们在2D中用到translateX()和translateY()在平面移动
3D中我们多了translateZ()允许我们沿着z轴平移
同样可以使用合成函数translate3d(x,y,z)
注意前两个值可以使用百分比形式，但是沿z轴平移的值只能使用长度值

同理我们的3D缩放
scaleX(num)、scaleY(num)、scaleZ(num)、scale3d(num,num,num)
至于它们的用法下面再通过例子来说
（3D的倾斜属性是不存在的，换句话说，不存在skew3d函数）

透视/景深属性perspective

景深这个名词，维基百科是这样就解释的

景深（英语：Depth of field, DOF）景深是指相机对焦点前后相对清晰的成像范围。在光学中，尤其是录影或是摄影，是一个描述在空间中，可以清楚成像的距离范围。虽然透镜只能够将光聚到某一固定的距离，远离此点则会逐渐模糊，但是在某一段特定的距离内，影像模糊的程度是肉眼无法察觉的，这段距离称之为景深。当焦点设在超焦距处时，景深会从超焦距的一半延伸到无限远，对一个固定的光圈值来说，这是最大的景深。

（看到这里，我的手默默的离开了键盘，仰天长叹，心想，这到底要什么样的学历才能看得懂）
我们可以这样来理解
景深就是我们的肉眼距离显示器的距离
景深越大，元素离我们越远，效果就不好
在我们CSS3中，perspective用于激活一个3D空间
属性值就是景深大小（默认none无景深）
有两种用法

.stage {    perspective: 500px;}

应用景深的元素称为“舞台元素”
舞台元素的所有后代元素都会受影响
（如果后代元素中也添加了perspective属性，效果会叠加而不是覆盖）

<p class="stage">
    <p class="demo"></p></p>

.stage 
{    
width: 200px;    
height: 200px;    
border: 1px solid black;    
margin: 100px auto;}
.stage 
.demo 
{    
width: 200px;    
height: 200px;    
background-color: orangered;    
transform: rotateX(45deg);}

在这个例子中，我们把内部元素绕x轴旋转了45°后
由于他只是在二次元旋转，所以我们根本看不出来它旋转
但是我们现在加个景深

.stage {    
width: 200px;    
height: 200px;    
border: 1px solid black;    
margin: 100px auto;    
perspective: 500px; /*增*/}.stage 
.demo {    
width: 200px;    
height: 200px;    
background-color: orangered;    
transform: rotateX(45deg);}

这就相当于我们在舞台元素的中心位置往里看，这个子元素距离我们肉眼有500px
由于子元素的顺时针旋转，
元素上半部分离我们远，所以看起来很小
元素下半部分离我们近，所以看起来稍大
这样就会产生很强的立体感

刚才我说道我们的肉眼相当于在舞台元素中心的位置
其实这个“眼睛”的位置是可以调整的
这用到了perspective-origin属性
默认的属性值就是 50% 50%
也就是舞台元素的中心位置
我们可以尝试调整视角

.stage {    
width: 200px;    
height: 200px;    
border: 1px solid black;    
margin: 100px auto;    
perspective: 500px;    
perspective-origin: 10px 10px; /*增*/}.stage 
.demo {    
width: 200px;    
height: 200px;    
background-color: orangered;    
transform: rotateX(45deg);}

这就相当于在舞台元素的距离原点（左上）10px，10px的位置往里看
理解这个需要我们一定的空间立体感

注意：景深大小一定要比你的动画元素大（我们不可能看到眼睛后面的东西）

景深的另一种用法，是应用在动画元素（不是舞台元素）变形的函数中
和其他变形函数写在一起

.stage .demo {    ......
    transform: rotateX(45deg) perspective(100px);}

3D属性transform-style

这个属性指定了子元素如何在空间中展示
只有两个属性值：flat（默认）和preserve-3d
flat 表示所有子元素在2D平面呈现
preserve-3d 表示所有子元素在3D平面呈现
（prederve是保护、维持的意思，preserve-3d就是保持三维空间的意思）
当然如果我们想要3D的效果，就要使用 transform-style: preserve-3d;

这个属性只是针对设置属性元素的子元素如何展示
而对子元素的子元素无效
而且对于设置了overflow: hidden;的元素，设置3D效果会失效
道理很简单，跳出了父元素平面的子元素无法显示了，结果自然还是2D效果
应用于这个属性的元素我们称作“容器”
这个属性我们下面通过一个例子再来体会

背面可见属性backface-visibility

通过这个元素我们可以指定当元素背对我们时是否可见
只有两个属性值visibility（默认）和hidden
如果我们希望元素背对我们不可见
就这样设置

.demo {    ...
    backface-visibility: hidden;
}

下面我通过一个例子来把上面讲到的属性全部实践一下

示例：旋转的三维立方体

<p class="stage">  <!--舞台元素，视角所在-->
    <ul class="three-d-box">   <!--动画容器，通过它来控制整个立方体-->
        <li>♑</li>  <!--动画元素，立方体的六个面-->
        <li>♍</li>
        <li>♌</li>
        <li>♋</li>
        <li>♎</li>
        <li>♓</li>
    </ul></p>

ul {  /*调整ul标签的样式，取消内边距、外边距，和“点”样式*/
    padding: 0;    margin: 0;    list-style-type: none;}.stage {  /*设置舞台元素在屏幕居中，设置合适的景深大小*/
    position: relative;    width: 800px;    height: 800px;    margin: 100px auto;    perspective: 800px;}@keyframes move { /*设置动画关键帧*/
    0% {        transform: rotateX(0deg);    }
    25% {        transform: rotateX(180deg);    }
    50% {        transform: rotateX(360deg) rotateY(0deg);    }
    75% {        transform: rotateX(360deg) rotateY(180deg);    }       
    100% {        transform: rotateX(360deg) rotateY(360deg);    }}.stage .three-d-box {  /*动画容器居中在舞台元素中间*/
    width: 200px;    height: 200px;    position: absolute;    left: 50%;    top: 50%;    margin: -100px 0 0 -100px;    transform-style: preserve-3d; /*设置3D属性让子元素三维空间呈现*/
    animation: move 3s linear infinite; /*设置动画*/}.stage .three-d-box>li { /*设置动画子元素公共属性*/
    position: absolute;    width: 200px;    height: 200px;    left: 0;    top: 0;    font-size: 50px;    line-height: 200px;    text-align: center;    opacity: 0.5;}/*为了保证我们对立方体位置的控制，我们需要让动画容器在立方体的中间位置*/.stage .three-d-box>li:nth-child(1) {    background-color: red;    transform: translateZ(-100px);}.stage .three-d-box>li:nth-child(2) {    background-color: greenyellow;    transform: translateZ(100px);}.stage .three-d-box>li:nth-child(3) {    background-color: cornflowerblue;    transform: rotateX(90deg) translateZ(100px);}.stage .three-d-box>li:nth-child(4) {    background-color: orangered;    transform: rotateX(-90deg) translateZ(100px);}.stage .three-d-box>li:nth-child(5) {    background-color: deeppink;    transform: rotateY(90deg) translateZ(100px);}.stage .three-d-box>li:nth-child(6) {    background-color: lightcoral;    transform: rotateY(-90deg) translateZ(100px);}

大功告成
这样我们就会得到如下酷炫的三维立方体

注意在3D变换transform中，旋转与位移函数的顺序不同，元素展现的位置是不同的
这是因为元素的坐标轴是随着我们变换而变化的

上面的代码如果有不明白的地方，可以拷贝到浏览器进行调试
整体的思路就是

设置舞台元素（perspective：xxxpx）
设置动画容器（transform-style：preserve-3d）
通过旋转、位移调整动画子元素的位置
对动画容器应用动画效果

最后我们通过这个正方体来加深三维变换相关属性的理解
backface-visibility
添加样式前的正方体

现在我们来添加样式

.stage .three-d-box>li {    ......
    backface-visibility: hidden;}

大家来找茬
可以看到背对我们的元素全部看不见了
这就是backface-visibility: hidden;的作用

还有一些旋转、缩放、平移的属性这里我就不再测试了
大家可以打开控制台自己体会一下，和2D中的用法是类似的

以上就是CSS3景深和三维变换属性及旋转三维立方体的具体实现方法（图文）的详细内容，更多请关注Gxl网其它相关文章！