CSS3之3d transform

[simaQ]

原文地址： Intro to css 3D transforms

前言：
作者的这个introduction已经写了有好几年了，我今年(而且今年都快过去了)才看到...果真是渣渣...那句话，人丑朋友又少真的是要多读书。不过我觉得我还是得厚着大脸皮敲下去...

三维世界的坐标系

文章开始之前先来张坐标系图好让大家有个3D概念

透视，perspective属性

为了激活3D属性，需要对元素声明perspective属性。有两种声明的方式：

1. 作为属性transform的值和transform一起声明，就同如下代码一样

   transform: perspective( 600px );

2. 直接使用 perspective属性 声明

   perspective: 600px;

例子1: 点击访问demo

#red .box {
 background-color: red;
 transform: perspective( 600px ) rotateY( 45deg ); /*作为transform的值*/
}
#blue {
 perspective: 600px; /* 直接声明perspective属性 */
}

#blue .box {
 background-color: blue;
 transform: rotateY( 45deg );
}

这两种方式都能产生3D效果，看上去是产生了一样的效果，但是其实两者还是不同的。transform值的形式适用于单个元素的3D转换效果，就像上个例子一样。但是如果应用于多个元素的话，发生变换的元素并不会表现出一致的效果。因为如果对每个不同位置的元素声明一样的transform属性值，那么他们就会拥有个各自的3D空间的基点了。为了解决这个问题，需要对父元素声明perspective属性，使每个子元素共享一个3D空间了。

例子2: 点击访问demo

#red figure {
 background: red;
 transform: perspective( 400px ) rotateY(45deg);
}

#blue {
 perspective: 400px;
}

#blue figure {
 background: blue;
 transform: rotateY( 45deg );
}

PS： 看不出效果的话，可以改变下perspective的值，这样看到的差别会明显一点

perspective值的大小决定了3D效果的强弱程度。就像人看物体一样，perspective值越大，代表物体离眼睛的距离越远，这样看到的物体就越小。perspective:2000px，产生的效果就像我们用望远镜看一个很远很远的物体，perspective: 100px; 则会让物体看起来很大，就像一只小虫看巨大的物体一样。

元素的3D空间的默认基点坐标位于元素中央。但是可以通过perspective-origin属性来修改： perspective-origin: 25% 75%;

例子3 : 点击访问demo

浏览器支持情况

目前的浏览器支持情况如下： 详情请点击查看

3D transform functions

废话我就不翻译了。。。

3D转换和2D转换方法基本相同，下面就是3D转换方法：

• rotateX( angle )
• rotateY( angle )
• rotateZ( angle )
• translateZ( tz )
• scaleZ( sz )

但是不同的是， translateX()方法是使一个元素沿着水平X轴坐标旋转，translateZ()则是沿着Z坐标轴，可以使物体在3D空间从前往后移动。值为正数且越大则元素离屏幕越近，负数则代表离屏幕远。

rotate方法使物体在相应的坐标系进行旋转。不过注意哦，rotateX可不是从二维空间中的从左到右的旋转，而是围绕真文章最开头给大家温习的那张3D图中的X轴旋转，具体看下面的例子。

• Transforms例子1： 点击访问demo
  

3D transform也提供了一些简写方法，使用这些方法需要同时声明三个维度的参数：

• translate3d( tx, ty, tz )
• scale3d( sx, sy, sz )
• rotate3d( rx, ry, rz, angle )

提示: 这些3D方法都能够触发Safari的硬件加速，Dean Jackson, CSS 3D transform 技术规范的作者以及主要的Webkit成员这么写道：

“实际上，任何transform的3D操作都会触发硬件加速，即使实际只做了2D转换或者什么也没有做（就像translate3d(0,0,0)）。但是这只是目前如此并不代表将来就不会发生变化，这也就是为什么我们没有形成文档或者鼓励这样做的原因。但是这在有些场景下确实很有帮助，可以显著提高渲染的性能。”

这里作者为了简单起见，例子上都只是用了一些基本的转换方法，但是如果你需要在IOS或者Safari的生产环境下使用CSS的话，最好使用foo3d()（指的3D transform的简写方法）来获取最好的渲染性能。

活学活用

1. 卡片翻转

现在大家应该都知道了如何制作3D效果。那就先实现个简单卡片翻转的例子吧。
先看看效果： 请点击

<!-- html结构 -->
<section class="container">
 <div id="card">
 <figure class="front">1</figure>
 <figure class="back">2</figure>
 </div>
</section>

.container 作为舞台元素，声明perspective:800px;属性

.container { 
 width: 200px;
 height: 260px;
 position: relative;
 perspective: 800px;
}

现在#card就可以在container的3D空间内进行各种变换了，声明width: 100%; and height: 100%;是为了保证transform-origin为container的中央位置

#card {
 width: 100%;
 height: 100%;
 position: absolute;
 transform-style: preserve-3d;
 transition: transform 1s;
}

transform-style属性有两个参数，flat|preserve-3d. 前者flat为默认值，表示平面的；后者preserve-3d表示3D透视。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。

backface-visibility: hidden; 当前面元素遮挡住后面的元素时，声明这个属性就可以产生遮挡的效果。

#card figure {
 display: block;
 position: absolute;
 width: 100%;
 height: 100%;
 backface-visibility: hidden;
}

首先视觉上我们只能看到.front的卡片，所以需要将.back的卡片沿着Y轴旋转180度至后方，当点击flip按钮的时候，直接让#card再沿着Y轴旋转180度，这个时候front卡片就到视线后方而back卡就被我们看到了。

#card .front {
 background: red;
}
#card .back {
 background: blue;
 transform: rotateY( 180deg );
}
#card.flipped {
 transform: rotateY( 180deg );
}

如果我们想要改变旋转轴的位置呢？ 这就是transform-origin的作用了，稍作修改就可以达到以下的效果。
我要更炫点： 请点击

#card { transform-origin: right center; }
/* translateX( -100% ) 使元素沿着X轴发生平移 */
#card.flipped {
 transform: translateX( -100% ) rotateY( -180deg );
}

2. 立方体

DEMO：
cube1
cube2

这个例子主要向大家介绍下translateZ()方法，它可以帮你理解透视位置。demo

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！
引用自 张鑫旭老师的http://www.zhangxinxu.com/wordpress/2012/09/css3-3d-transform-perspective-animate-transition/

**但是这里需要注意的是translateZ 和 rotate 方法的顺序，顺序的不同会产生不一样的效果。**可以通过以下例子好好感受下~
translateZ

3. 旋转木马

旋转木马

这里主要向大家介绍旋转木马效果计算各个面板translateZ值的方法：

• 我们现在只知道两个值：
  1. rotateY 的旋转角度（等分，通过 360/元素个数 取得）
  2. 面板的宽

那问题来了，怎么计算translateZ的值呢？ 其实很简单，当然不是凭直觉随便选出来的那种简单，因为它还是有公式的，那就用下面这张图来说明吧：

然后我们就可以计算出 r 的值了~