CSS3 之 2D 与 3D 变换

原文转载自 「黄琦雲的博客」 (https://knightyun.github.io/css/2019/01/27/css-transform.html)

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css3实现了对元素执行2D平面变换,以及视觉上的3D空间变换,2D变换平时可能用的较多,3D效果也能锦上添花;

关于坐标轴

初中数学的几何学里我们便开始接触坐标轴,最基本的是平面直角坐标系XoY,然后延伸出空间直角坐标系XYZ,现在我们来说一下css中的坐标系;

css甚至一下设备相关的开发中,基本都遵循这样一套坐标系:以手机屏幕为例,坐标系圆点位于屏幕最左上角;x轴水平,向右为正方向;y轴垂直,向下为正方向;z轴垂直于整个屏幕平面,向外为正方向,就是屏幕光线射向你眼睛的方向;

如图:

image

2D变换

包括平移translate(),旋转rotate(),缩放scale(),倾斜skew(),矩阵matrix()

translate(x,y)

平移操作,包括translateX(x), translateY(y),括号内填平移参数值,可以是负值,即反方向;

例如:

div {
    /*元素向右平移50px,向下移60px*/
    transform: translateX(50px);
    transform: translateY(60px);
}
/*简写形式,效果相同*/
div {
    transform: translate(50px, 60px);
}

注意translate()只指定一个值则默认是x轴位移,即水平移动;

rotate(deg)

元素旋转,括号中参数为旋转角度,顺时针为正值,逆时针为负值,单位为deg,即多少度;

例如:

div {
    /* 顺时针旋转30° */
    transform: rotate(30deg);
}

rotate

scale(x,y)

缩放元素,参数分别为x轴,y轴缩放倍数,包括scaleX(x)scaleY(y),提供一个参数表示按比例缩放;

例如:

div {
    /* 横向缩小一半,纵向放大一倍 */
    transform: scale(.5, 2);
}

scale1

div {
    /* 按比例放大3倍 */
    transform: scale(3);
}

scale2

skew(xdeg,ydeg)

包含skewX(deg), skewY(deg),表示在水平和垂直方向倾斜的角度;

例如:

div {
    transform: skewX(30deg);
    transform: skewY(45deg);
}
/* 简写 */
div {
    transform: skew(30deg, 45deg);
}

需要注意,如果元素为一个矩形,那么skewX(30deg)表示矩形顶边固定,底边向右倾斜30degskewY(30deg)表示矩形左边框固定,右边框向下倾斜30deg

可以根据上面讲的屏幕坐标系来记忆,x轴位于屏幕顶部,方向向右;y轴位于屏幕左部,方向向下;

如果skew()只指定一个值,默认是水平倾斜

skewX(30deg) 的效果:

skewX

skewY(30deg) 的效果:

skewY

matrix(a,b,c,d,e)

这是一个综合属性,之前的平移,缩放,旋转,倾斜都能通过这个矩阵函数实现,对,大学里线性代数中的矩阵 T_T;

其实这个函数就是前面四种操作的原理,函数共有六个参数,四种操作都对应不同的参数改变方式,像我们这种非数学专业的就不赘述原理了,前面的操作基本够用了(想寻找刺激就去百度“css matrix”吧)~~;

3D变换

所谓3D就是在前面2D平面上多了一个z轴,方法名也差不多,然后能以分别以三根轴位基准进行变换,实现立体效果;

看一下所有3D操作方法:

translate3d(x,y,z)

结合前面讲的空间坐标系和 x, y, z轴的位置,三个参数分别对应元素在三个坐标轴方向的平移值,也包含三个方法translateX(x), translateY(y), translateZ(z)

举例:

div {
    transform: translateX(50px);
    transform: translateY(60px);
    transform: translateZ(70px);
}
/* 简写 */
div {
    transform: translate3d(50px, 60px, 70px);
}

注意: 关于设置 translateZ(z) 看不出效果的问题,后面说到设置persoective时会解释;

rotate3d(x,y,z,deg)

参数x, y, z为空间坐标系的一个坐标位置,然后由原点(0, 0, 0)指向这个点形成一个有方向的新轴,数学中称矢量,最后一个参数就是元素围绕刚才所形成的新轴旋转的度数;

也包括 rotateX(deg), rotateY(deg), rotateZ(deg),之前2D的 rotate() 便是这里的 rotateZ()

至于旋转的方向,判断方法类似于物理中的左手定则:角度指定为正的话,左手拇指与四指垂直,拇指指向元素围绕旋转的坐标轴或自定义轴,四指弯曲围绕方向就是旋转方向;

举例:

div {
    transform: rotateX(30deg);
    transform: rotateY(30deg);
    transform: rotataZ(30deg);
}
/* 自定义轴旋转 */
div {
    transform: rotate3d(10, 10, 10, 30deg);
}

rotateX(30deg) 的效果:

rotateX

rotateY(30deg) 的效果:

rotateY

关于为什么这里的旋转不是想象中的效果,而是缩小,主要是没有设置视点,后面会讲;

scale3d(x,y,z)

元素关于三个轴的缩放比例,包括scaleX(x), scaleY(y), scaleZ(z),举例:

div {
    transform: scaleX(2);
    transform: scaleY(2);
    transform: scaleZ(2);
}
/* 简写 */
div {
    transform: scale3d(2, 2, 2);
}

需要注意这里的scaleZ(),正常情况下,扩大z轴会是物体变厚,但是css里面呈现的平面元素并没有厚度,所以这里的缩放z轴其实是缩放元素在z轴的坐标,所以要有效果必须要指定translateZ()的值;

举例:

body {
    perspective: 500;
}
div {
    /* 必须这个顺序,先缩放后平移,不然无效果 */
    transform: scaleZ(2) translateZ(100px);
}

scaleZ

按照上面样式才能看到scaleZ(2)的效果,因为后面在z轴上移动了100px,缩放比例为2,最终会移动200px,屏幕上则表现为元素放大了一下,这是透视效果,就是那个 perspective 值,下面会讲到;

matrix3d()

和前面2D的matrix()相似,只不过这里括号里的参数有16个,矩阵更加复杂,跳过吧﹋o﹋,有兴趣可以自行百度~~;

perspective

在上面的示例中,有关z轴的平移和缩放通常情况下是看不出效果的,正是缺少这项属性值,叫做 透视,美术或设计中会出现这个词汇,就是实现物体近大远小的效果,远小最终会小到一个点,那就是 透视点perspective就是用来设置那个点距离元素有多远,一般300~600很体现很好的透视效果,值越小元素透视变形越严重

需要注意的是,这项属性设置在应用透视效果元素的父元素的样式中,才能看出效果,例如:

body {
    perspective: 500;
    /* 考虑浏览器兼容 */
    -webkit-perspective: 500;
}

也可以设置在元素本身,格式为:

div {
    transform: perspective(500);
    -webkit-transform: perspective(500);
}

rotateX(45deg) 的更真实的效果:

rotateX

rotateY(45deg) 的效果:

rotateY

perspective-origin

此项设置透视点的位置,默认在元素几何中心,需要设置的话,格式如下:

body {
    /* 默认中心 */
    perspective-origin: center center;
    /* 左上角 */
    perspective-origin: left top;
    /* 右边中心 */
    perspective-origin: right center;
    /* 底部中心 */
    perspective-origin: bottom center;
    /* 也可以是长度 */
    perspective-origin: 30px 40px;
    /*最后记得加 -webkit- 兼容 */
}

perspective-origin: left center 的效果:

lc

perspective-origin: right center 的效果:

rc

backface-visibility

翻译过来叫背面是否可见,可以设置visiblehidden,默认可见,比如元素正面有文字,设置背面可见,则关于y轴旋转180°后元素内文字变成镜像,否则不会出现;

backface-visibility: visible 的效果:

vi

backface-visibility: hidden 的效果(有旋转,只是背面不可见,则看不见了):

hi

其他属性

transform-origin

设置2D/3D变化的基准,可以是长度值,也可以是 left, right, top, bottom,例如:

div {
    /* 关于元素左上角旋转 */
    transform-origin: left top;
    transform: rotate(30deg);
}

lt

transform-style

设置元素如何在3D空间呈现被嵌套的元素,选择是 flatpreserve-3d,默认flat

这里这么来理解,之前我们对一个元素执行变换时,都是以屏幕所在平面的坐标系在变换,但是元素如果存在子元素的话,transform-style就是用来确定在哪套坐标系上进行变换,flat表示任然以屏幕坐标系为基准,preserve-3d表示以变换后的父元素所在平面的坐标系为基准;

#parent {
    transform-style: preserve-3d;
    -webkit-transform-style: preserve-3d;
    transform: perspective(500) rotateY(45deg);
    -webkit-transform: perspective(500) rotateY(45deg);
}
#child {
    transform: perspective(500) rotateX(45deg);
    -webkit-transform: perspective(500) rotateX(45deg);
}

flat 的效果:

flat

preserve-3d 的效果:

pre

例如,父元素绕x轴旋转了45度,并且设置transform-style: preserve-3d,而嵌套的子元素只绕y轴旋转45度,那么最终效果就是子元素绕父元素平面的y轴旋转了45度,看起来就像先x轴转45度后y轴转45度的效果;

最后,别忘了为以上所有特性添加浏览器兼容前缀;

顺便附上一个以上功能综合效果的演示页面,请戳下面:

CSS 3D

more_vert