Intro to CSS 3D transforms

原文地址：Intro to CSS 3D transforms，本文只是翻译了其中的一部分，省去了作者写文章的原因浏览器兼容部分（已经过时）

Perspective

元素需要设置需要设置perspective来激活3D效果，可以通过两种方式实现

• 在transform属性中使用perspective方法

    transform: perspective( 600px );
  

• 直接使用perspective属性

    perspective: 600px;
  

NOTE：出于代码简介的目的，demo中的CSS样式没有使用浏览器前缀，在实际使用中需要使用-webkit-perspective, -moz-perspective, 等

<style>
	.container {
		width: 200px;
		height: 200px;
		border: 1px solid #CCC;
		margin: 0 auto 40px;
	}
	.box {
		width: 100%;
		height: 100%;
	}
	#red1 .box {
	  background-color: red;
	  transform: perspective( 600px ) rotateY( 45deg );
	}
</style>
<section id="red1" class="container">
	<div class="box red"></div>
</section>

 

.container {
width: 200px;
height: 200px;
border: 1px solid #CCC;
margin: 0 auto 40px;
}
.box {
width: 100%;
height: 100%;
}
#red1 .box {
background-color: red;
transform: perspective( 600px ) rotateY( 45deg );
}

<style>
	#blue1{
		perspective: 600px;
	}
	#blue1 .box {
	  background-color: blue;
	  transform: rotateY( 45deg );
	}
</style>

<section id="blue1" class="container">
	<div class="box blue1"></div>
</section>

 

#blue1{
perspective: 600px;
}
#blue1 .box {
background-color: blue;
transform: rotateY( 45deg );
}

这两种方式都会触发3D效果，但是有一点不同：第一种方式直接在一个元素上触发3D变形，但是当多个元素的时候变形效果和预期会有所不同，如果使用同样的方法作用于不同位置的元素的时候，每个元素会有自己的轴心，为了解决这个问题，需要在父元素使用perspective属性，这样每个子元素都共享相同的3D空间

<style>
	#red2 figure {
	  background: red;
	  transform: perspective( 400px ) rotateY(45deg);
	}
	.container figure {
		display: block;
		width: 55px;
		height: 55px;
		float: left;
		margin: 5px;
	}

	#red2 figure {
		background: #F00;
		-webkit-transform: perspective( 400px ) rotateY( 45deg );
		-moz-transform: perspective( 400px ) rotateY( 45deg );
		-o-transform: perspective( 400px ) rotateY( 45deg );
		transform: perspective( 400px ) rotateY( 45deg );
	}
</style>
<section id="red2" class="container">
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
</section>

 

#red2 figure {
background: red;
transform: perspective( 400px ) rotateY(45deg);
}
.container figure {
display: block;
width: 55px;
height: 55px;
float: left;
margin: 5px;
}

#red2 figure {
background: #F00;
-webkit-transform: perspective( 400px ) rotateY( 45deg );
-moz-transform: perspective( 400px ) rotateY( 45deg );
-o-transform: perspective( 400px ) rotateY( 45deg );
transform: perspective( 400px ) rotateY( 45deg );
}

<style>
	#blue2 {
	  perspective: 400px;
	}

	#blue2 figure {
	  background: blue;
	  transform: rotateY( 45deg );
	}
</style>
<section id="blue2" class="container">
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
    <figure></figure>
</section>

 

#blue2 {
perspective: 400px;
}

#blue2 figure {
background: blue;
transform: rotateY( 45deg );
}

perspective属性的值决定了3D效果的强烈程度，可以认为是观察者到页面的距离。值越大距离越远，视觉上的3D效果就会相应的减弱。perspective: 2000px; 会产生一个好像我们使用望远镜看远方物体的3D效果，perspective: 100px;会产生一个小昆虫看大象的效果。

3D效果默认轴心是元素中央，可以通过perspective-origin来修改轴心

perspective-origin: 25% 75%;

点击这里看一下作者写的一个有意思的立方体旋转页面

3D变形方法

作为一个web者，可能很熟悉两个方向：X & Y，表示元素的水平方向和垂直方向，在perspective激活的3D空间中我们可以在X、Y、Z三个坐标轴上对元素进行变形处理。3D变形使用的变形方法和2D变形一样，如果熟悉2D变形方法很容易掌握3D变形

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

translateX()方法使元素延X轴移动，translateZ()使元素延Z轴（在3D空间中方向从前到后）移动。正值使元素离观察者更近，负值使元素变远。

.container2 {
width: 200px;
height: 200px;
border: 1px solid #CCC;
margin: 0 auto 60px;
position: relative;
-webkit-perspective: 600px;
-moz-perspective: 600px;
-o-perspective: 600px;
perspective: 600px;
}

.panel {
width: 100%;
height: 100%;
position: absolute;
opacity: 0.7;
color: white;
background: red;
}

#translate-z-negative .panel {
-webkit-transform: translateZ( -200px );
-moz-transform: translateZ( -200px );
-o-transform: translateZ( -200px );
transform: translateZ( -200px );
}

#translate-z-positive .panel {
-webkit-transform: translateZ( 200px );
-moz-transform: translateZ( 200px );
-o-transform: translateZ( 200px );
transform: translateZ( 200px );
}

#rotate-x .panel {
-webkit-transform: rotateX( 45deg );
-moz-transform: rotateX( 45deg );
-o-transform: rotateX( 45deg );
transform: rotateX( 45deg );
}

#rotate-y .panel {
-webkit-transform: rotateY( 45deg );
-moz-transform: rotateY( 45deg );
-o-transform: rotateY( 45deg );
transform: rotateY( 45deg );
}

#rotate-z .panel {
-webkit-transform: rotateZ( 45deg );
-moz-transform: rotateZ( 45deg );
-o-transform: rotateZ( 45deg );
transform: rotateZ( 45deg );
}

translateZ( -200px )

translateZ( 200px )

rotateX( 45deg )

rotateY( 45deg )

rotateZ( 45deg )

有几个变形方法的缩写，这些方法需要把三个参数写全

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

Pro-tip: fn3d()变形方法可以触发硬件加速HTML5 buzzwords in action

任意3D操作会触发硬件加速，甚至可能变形只用到了2D的，或者没有做任何事情（比如translate3d(0,0,0)）。需要注意的是这只是当前的表现，未来可能变化（这也是为什么我们没有写文档或者鼓励这么做），但是这在很多场景下非常有用，可以显著的提高渲染性能

立方体

创建六个面

<section class="container">
  <div id="cube">
    <figure class="front">1</figure>
    <figure class="back">2</figure>
    <figure class="right">3</figure>
    <figure class="left">4</figure>
    <figure class="top">5</figure>
    <figure class="bottom">6</figure>
  </div>
</section>

为6个面设置基本的位置和尺寸样式

.container {
  width: 200px;
  height: 200px;
  position: relative;
  perspective: 1000px;
}

#cube {
  width: 100%;
  height: 100%;
  position: absolute;
  transform-style: preserve-3d;
}

#cube figure {
  width: 196px;
  height: 196px;
  display: block;
  position: absolute;
  border: 2px solid black;
}

1、2是前后面，3、4是左右，5、6是上下

#cube .front  { transform: rotateY(   0deg ); }
#cube .back   { transform: rotateX( 180deg ); }
#cube .right  { transform: rotateY(  90deg ); }
#cube .left   { transform: rotateY( -90deg ); }
#cube .top    { transform: rotateX(  90deg ); }
#cube .bottom { transform: rotateX( -90deg ); }

我们可以移除#cube .front样式声明，只用前面是可见的，上、下、左、右面与视角平行，所以看不到。需要从中心位置移动它们才可以看得到，每个面都是200px宽，每个面都需要从立方体中心移动100px；

#cube .front  { transform: rotateY(   0deg ) translateZ( 100px ); }
#cube .back   { transform: rotateX( 180deg ) translateZ( 100px ); }
#cube .right  { transform: rotateY(  90deg ) translateZ( 100px ); }
#cube .left   { transform: rotateY( -90deg ) translateZ( 100px ); }
#cube .top    { transform: rotateX(  90deg ) translateZ( 100px ); }
#cube .bottom { transform: rotateX( -90deg ) translateZ( 100px ); }

需要注意的是translateZ方法在rotate方法之后，变形方法的顺序很重要，吸收一会儿屌丝们，每面都先按自己的方向旋转，然后向外移动一个向量。

为了用户看清楚，我们的3D变形不应该在扭曲不是active的面，但是我们延Z轴移动的时候，这种情况就难以避免。为了保持3D变形的瞬间，Safari先组合元素，然后再应用变形，因此文本会保持变形之前的样式，在3D变形中经常会出现显著的像素变化

.ex {
text-align: center;
line-height: 60px;
margin: 0;
white-space: pre;
}

.font-size {
font-size: 2.5em;
}

.scale {
-webkit-transform: scale(2.5);
-moz-transform: scale(2.5);
-o-transform: scale(2.5);
transform: scale(2.5);
}

.perspective {
-webkit-transform: perspective(1200px) translateZ(700px);
-moz-transform: perspective(1200px) translateZ(700px);
-o-transform: perspective(1200px) translateZ(700px);
transform: perspective(1200px) translateZ(700px);
}

font-size: 2.5em

transform: scale(2.5);

transform: perspective(1200) translateZ(700px);

通过之前例子可以发现无论perspective的值多小，或者变形的轴心在哪里，面1永远回到初始位置，好像3D变形对它没影响

为了解决变形和像素保留问题，我们可以向后推一下3D对象，这样前面就会Z轴后移

#cube { transform: translateZ( -100px ); }

为了显示每个面，我们需要一个旋转立方体的样式，变形和当前面的方向相反，我们在#box 上切换必要的类来应用变形

#cube.show-front  { transform: translateZ( -100px ) rotateY(    0deg ); }
#cube.show-back   { transform: translateZ( -100px ) rotateX( -180deg ); }
#cube.show-right  { transform: translateZ( -100px ) rotateY(  -90deg ); }
#cube.show-left   { transform: translateZ( -100px ) rotateY(   90deg ); }
#cube.show-top    { transform: translateZ( -100px ) rotateX(  -90deg ); }
#cube.show-bottom { transform: translateZ( -100px ) rotateX(   90deg ); }

需要注意变形方法的顺序变了，我们先向后推元素，然后再旋转，再添加transition属性就完成了

#cube { transition: transform 1s; }

效果demo

旋转木马

和创建立方体类似，我们创建一个9个面的旋转木马

<section class="container">
  <div id="carousel">
    <figure>1</figure>
    <figure>2</figure>
    <figure>3</figure>
    <figure>4</figure>
    <figure>5</figure>
    <figure>6</figure>
    <figure>7</figure>
    <figure>8</figure>
    <figure>9</figure>
  </div>
</section>

现在应用一下基本的布局样式，给每个#carousel子元素面板20px的间距，这样每个面板的空间为210px

.container {
  width: 210px;
  height: 140px;
  position: relative;
  perspective: 1000px;
}

#carousel {
  width: 100%;
  height: 100%;
  position: absolute;
  transform-style: preserve-3d;
}

#carousel figure {
  display: block;
  position: absolute;
  width: 186px;
  height: 116px;
  left: 10px;
  top: 10px;
  border: 2px solid black;
}

下一步需要旋转每个面，9个面板，如果等分的话每个面板需要旋转40deg相对下一个

#carousel figure:nth-child(1) { transform: rotateY(   0deg ); }
#carousel figure:nth-child(2) { transform: rotateY(  40deg ); }
#carousel figure:nth-child(3) { transform: rotateY(  80deg ); }
#carousel figure:nth-child(4) { transform: rotateY( 120deg ); }
#carousel figure:nth-child(5) { transform: rotateY( 160deg ); }
#carousel figure:nth-child(6) { transform: rotateY( 200deg ); }
#carousel figure:nth-child(7) { transform: rotateY( 240deg ); }
#carousel figure:nth-child(8) { transform: rotateY( 280deg ); }
#carousel figure:nth-child(9) { transform: rotateY( 320deg ); }

现在外移元素，我们需要计算外移的距离，画一个草图，我们发现只有两个已知数：每个面板的宽度是210px，每个面板相对下一个旋转了40deg。拿出任意一个三角形都是右边的样子

我们可以通过正切函数算出r

这样我们就知道知道需要移动288px

#carousel figure:nth-child(1) { transform: rotateY(   0deg ) translateZ( 288px ); }
#carousel figure:nth-child(2) { transform: rotateY(  40deg ) translateZ( 288px ); }
#carousel figure:nth-child(3) { transform: rotateY(  80deg ) translateZ( 288px ); }
#carousel figure:nth-child(4) { transform: rotateY( 120deg ) translateZ( 288px ); }
#carousel figure:nth-child(5) { transform: rotateY( 160deg ) translateZ( 288px ); }
#carousel figure:nth-child(6) { transform: rotateY( 200deg ) translateZ( 288px ); }
#carousel figure:nth-child(7) { transform: rotateY( 240deg ) translateZ( 288px ); }
#carousel figure:nth-child(8) { transform: rotateY( 280deg ) translateZ( 288px ); }
#carousel figure:nth-child(9) { transform: rotateY( 320deg ) translateZ( 288px ); }

如果需要改变面板的宽度或者数量，我们只需要应用一下公式就可以了，在JavaScript中

var tz = Math.round( ( panelSize / 2 ) /
  Math.tan( ( ( Math.PI * 2 ) / numberOfPanels ) / 2 ) );
// or simplified to
var tz = Math.round( ( panelSize / 2 ) /
  Math.tan( Math.PI / numberOfPanels ) );

最后我们需要再旋转木马上应用些变形

transform: translateZ( -288px ) rotateY( -160deg );

JS Bin