详解如何用 CSS3 完成 3D transform变换

Tips：阅读提示！！！

1. 首先，本文针对的是3D transform变换的学习，所以你需要对 2D transform变换 有一定的了解
2. 其次，需要说明的是，代码是一种需要自己不断实践的学科，建议各位在开始学习本篇文档的时候，先创建一个html页面来边读边练，
   
   相信这样，一定会给你留下一个非常直观且深刻的印象！

本文练习一些公共代码

鉴于本文贴了不少代码来演示，所有这里提前放一个所有演示的公共代码片段

	// 公共DOM元素，后续均为此写样式表
	// 舞台容器
	<div class="stage">
		// 变换元素
		<div class="box"></div>
		<div class="box"></div>
		<div class="box"></div>
		<div class="box"></div>
		<div class="box"></div>
	</div>

	// 样式兼容的各个浏览器属性头，有需要的在各自代码中添加
	// 下列测试代码使用Chorme运行
	-webkit-  /* Safari 和 Chrome */
	-ms- 	  /* IE */
	-moz- 	  /* Firefox */
	-o- 	 /* Opera */

实现3D变换的基础 -- 透视(perspective)

当我们步入CSS3动画殿堂之时，我们一般都会从一些简单动的东西开始学习，比如元素的位移，旋转，放大缩小之类的2D transform变换，

那么如何在一个2D的屏幕上实现3D的变换呢，这里我们就先需要有一个概念，就是 透视

从一个最简单的 透视 说起，我们小时候的数学课上，数学老师一定会给我们画一个立体正方形，能够在2D平面上看出3D效果就是 透视 的作用

用一张直观的图片来说明一下

透视的类型有以下几种

那么在CSS3中如何用代码实现透视呢？

1. 主要是通过perspective属性来实现定义透视距离
2. perspective属性定义3D元素距视图的距离，以像素计，该属性允许您改变3D元素查看3D元素的视图
3. 透视距离可以这么理解，如果你的显示器宽度是1920px的分辨率，那么2000px的透视距离就近似于，从显示器平面开始，一个显示器宽度的距离
4. 默认值是0px，可以理解为初始位置
5. 注意！！！当为元素定义 perspective 属性时，其子元素会获得透视效果，而不是元素本身
6. 它有两种写法，单个元素时候看似效果相同，但是多元素在同一个舞台上呈现时，就会出现问题了
   • 第一种，是写在舞台元素上，定义perspective属性
   • 第二种，是配合transform属性一起，例如：transform: perspective(600px) rotateY(45deg)
   • 参考下方示例，您可以在自己的demo中测试效果区别，你会发现第二种所有元素都是同一角度的旋转，
     
     这是因为第一种透视点是.stage中央，第二种透视点是每一个.box中央

	// 第一种写法
	.stage {
		width: 100%;
		height: 100%;
		perspective: 1000px;
		-webkit-perspective: 500px;
	}
	.stage .box {
		width: 100px;
		height: 100px;
		margin: 100px 100px;
		background-color: #55ffff;
		display: inline-block;
	    transform: rotateY(65deg);
		-webkit-transform: rotateY(65deg);
	}

	// 第二种写法
	.stage {
		width: 100%;
		height: 100%;
	}
	.stage .box {
		width: 100px;
		height: 100px;
		margin: 100px 100px;
		background-color: #55ffff;
		display: inline-block;
	    transform: perspective(1000px) rotateY(65deg);
		-webkit-transform: perspective(1000px) rotateY(65deg);
	}

透视基点位置属性（perspective-origin）

1. 既然我我们有透视距离的概念，那么这个透视基点的意思就是，我们所看的舞台或者元素的中心
2. perspective(透视)属性必须和perspective-origin(透视基点)属性一同使用
3. perspective-origin: x-axis y-axis，xy可以分别是这些值：
   • left
   • right
   • center
   • length，像素
   • %，百分比
4. 举个不恰当的例子，透视基点类似看足球比赛中那个球的位置，因为所有人眼都会盯着场上的足球，你和球的距离理解为透视距离就好，当然这并不恰当，不要在意
5. 该属性必须与perspective属性一同使用，而且只影响3D转换元素，它可以定义在元素中，并且同perspective属性一样，定义在哪里影响哪里
6. 默认值是50% 50%，表示 xy 中心位置
7. 下面我们利用一个示例来看看，你依旧可以通过修改demo中的参数，看到效果的变化

	// 50% 50% 正好是变换元素的中心点，也是默认值
	.stage {
		width: 100%;
		height: 100%;
		perspective: 604px;
		-webkit-perspective: 604px;
		// 使用百分比
		perspective-origin: 50% 50%;
		-webkit-perspective-origin: 50% 50%;
		// 使用像素
		// perspective-origin: 200px 100px;
		// -webkit-perspective-origin: 200px 100px;
		// 使用位置
		// perspective-origin: left center;
		// -webkit-perspective-origin: left center;
		// 也可以混用
		// perspective-origin: 200px 10%;
		// -webkit-perspective-origin: 200px 10%;
	}
	.stage .box {
		width: 100px;
		height: 100px;
		margin: 100px 100px;
		background-color: #55ffff;
		display: inline-block;
	    transform: rotateY(65deg);
		-webkit-transform: rotateY(65deg);
	}

透视盲区

在我们进行3D变换的时候还会遇到透视盲区的问题，比如一个正方形，旋转45°之后，正好和你的视线完全平行，那么这个面你就看不到，这就是视觉盲区

你可以利用下方代码在自己的demo中查看一下效果

	// 我的电脑分辨率是`1920*1080`，透视距离是`604px`
	// 如果你看不到效果，可以尝试修改旋转角度或透视距离，找一下出现盲区的角度
	.stage {
		width: 100%;
		height: 100%;
		perspective: 604px;
		-webkit-perspective: 604px
	}

	.stage .box {
		width: 100px;
		height: 100px;
		margin: 100px 100px;
		background-color: #55ffff;
		display: inline-block;
	    transform: rotateY(65deg);
		-webkit-transform: rotateY(65deg);
	}

实现静态的3D变换 -- 转换(transform)

相信在2D变换的学习中对于transform属性一定不陌生了，它不仅可以进行2D变换，也可以进行3D变换，只不过需要借助上一个透视的属性，我们才可以在屏幕中看到变换的效果

先来说明一个三维坐标系的概念，通俗点来说，z轴对应垂直方向，x轴对应前后方向，y轴对应左右方向

后续我们所说的绕轴变化，你就可以参考这个图例，想象一下发生的变换

接下来我们来看看transform支持的变换类型，如果对此您有疑问，可以参考w3school的可测试教程：

1. 2D类型

   转换（位移） translate(x,y) / translateX(x) / translateY(y)
   
   缩放 scale(x,y) / scaleX(x) / scaleY(y)
   
   旋转 rotate(angle) / rotateX(angle) / rotateY(angle)
   
   倾斜 skew(x-angle,y-angle) / skewX(angle) / skewY(angle)

matrix()，把所有 2D 变换方法组合为一个，可接受六个参数，matrix(scaleX(),skewY(),skewX(),scaleY(),translateX(),translateY())

2. 3D类型
   

   转换（位移） translate3d(x,y,z) / translateZ(z)，主要是垂直距离的位移
   
   缩放 scale3d(x,y,z) / scaleZ(z)，同样是垂直距离的缩放
   
   旋转 rotate3d(x,y,z,angle) / rotateX(angle) / rotateY(angle) / rotateZ(angle)

rotateX/rotateY/rotateZ三种函数分别意思是绕着XYZ轴做旋转运动，angle参数为单位为deg的角度
   
   rotate3d函数定义一个变换，它将元素围绕固定轴移动而不使其变形，运动量由指定的角度定义，
   
   如果为正，运动将为顺时针，如果为负，则为逆时针，想要了解更多可以参考 这篇文档中的动态示例 理解

2D变换请参考 本文Tips中的链接 或百度教程，下面我们来详细看下实现静态3D变换的代码

	.stage {
		width: 100%;
		height: 100%;
		perspective: 500px;
		-webkit-perspective: 500px;
		perspective-origin: 50% 50%;
		-webkit-perspective-origin: 50% 50%;
	}

	.stage .box {
		width: 100px;
		height: 100px;
		margin: 100px 100px;
		background-color: #55ffff;
		display: inline-block;
		// 这里表示绕Y轴做旋转65度的变换
		transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
		-webkit-transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
	}

转换基点位置属性（transform-origin）

1. transform-origin属性允许您改变被转换元素的位置，2D转换元素能够改变元素xy轴，3D转换元素还能改变其z轴
2. transform-origin: x-axis y-axis z-axis，这定义了视图被置于xyz轴的何处，z值只能是length，xy可以分别是这些值：
   • left
   • right
   • center
   • length，像素
   • %，百分比
3. transform-origin属性必须和transform属性一同使用
4. 默认值是50% 50% 0，表示转换基点位于 xy 中心以及 z轴 0 的位置
5. 下面我们利用一个示例来看看，你依旧可以通过修改demo中的参数，看到效果的变化

	.stage {
		width: 100%;
		height: 100%;
		perspective: 500px;
		-webkit-perspective: 500px;
		perspective-origin: 50% 50%;
		-webkit-perspective-origin: 50% 50%;
	}

	.stage .box {
		width: 100px;
		height: 100px;
		margin: 100px 100px;
		background-color: #55ffff;
		display: inline-block;
		transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
		-webkit-transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
		// 表示旋转元素的基准点在 x 100px  y 100px  z -900px 位置
		// 值类型自由使用，不做过多说明，参考上方透视基点属性
		transform-origin: 100px 100px -900px;
		-webkit-transform-origin: 100px 100px -900px;
	}

转换如何呈现属性（transform-style）

1. transform-style属性规定如何在3D空间中呈现被嵌套的元素
2. transform-style: flat | preserve-3d，flat表示子元素将不保留其3D位置，preserve-3d表示子元素保留其3D位置
3. 默认值是flat，不保留3D位置
4. 下面用一个不同于上面几个示例的示例来展示整个属性的效果，你可以在demo中修改几个属性来查看效果

	<div class="stage">
		<div class="box">
			<div class="box-out">
				<div class="box-in"></div>
			</div>
		</div>
	</div>

	.stage {
		width: 100%;
		height: 100%;
		perspective: 1600px;
		-webkit-perspective: 1600px;
	}

	.stage .box {
		width: 400px;
		height: 400px;
		margin: 100px 100px;
		background-color: #55ffff;
		transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
		-webkit-transform: rotate3d(0, 1, 0, 65deg);
		// 这里会展示3D效果
		transform-style: preserve-3d;
		-webkit-transform-style: preserve-3d;
		// 不展示3D效果
		// transform-style: flat;
		// -webkit-transform-style: flat;
	}

	.stage .box .box-out {
		width: 90%;
		height: 90%;
		background-color: #ffff00;
		transform: rotate3d(0.5, 1, 0, 85deg);
		-webkit-transform: rotate3d(0.5, 1, 0, 85deg);
	}

	.stage .box .box-out .box-in {
		width: 150%;
		height: 150%;
		background-color: #aaff7f;
		transform: rotate3d(0.1, 1, 0.5, 85deg);
		-webkit-transform: rotate3d(0.1, 1, 0.5, 85deg);
	}

背面是否可见属性（backface-visibility）

1. backface-visibility属性定义当元素不面向屏幕时是否可见
2. backface-visibility: visible | hidden，visible表示背面是可见的，hidden表示背面不可见
3. 该属性主要用于不想展示被旋转元素的背面时使用，通常用于一些翻转动效，比如炉石的抽卡，就属于背面可见
4. 下面我们可以通过翻拍效果示例来理解一下这个属性的作用

	<div class="stage">
		<div class="box">
			<div class="box-prev"></div>
			<div class="box-next"></div>
		</div>
	</div>

	.stage {
		width: 100%;
		height: 100%;
		perspective: 1600px;
		-webkit-perspective: 1600px;
	}

	.box {
		width: 400px;
		height: 400px;
		margin: 100px 100px;
		position: relative;
		transition: 0.5s all;
		transform-style: preserve-3d;
		-webkit-transform-style: preserve-3d;
	}

	.box-prev,
	.box-next {
		width: 100%;
		height: 100%;
		position: absolute;
		transition: 0.5s all;
		backface-visibility: hidden;
	}

	.box-prev {
		background-color: #ffff00;
		z-index: 1;
	}

	.box-next {
		background-color: #aaff7f;
		transform: rotateY(180deg);
		z-index: 0;
	}

	.box:hover{
		transform: rotateY(180deg);
	}

做一些简单的循环动效

学习了上述代码之后，我们可以做一些简单的循环动效了，这里我们用一个简单的翻书效果来练习，当然还有很多奇思妙想期待你自己去实践啦！

	<div class="stage">
		<div class="box">
			<div class="box-prev"></div>
			<div class="box-midd"></div>
			<div class="box-next">
				<span></span>
				<span></span>
			</div>
		</div>
	</div>

	.stage {
		width: 100%;
		height: 100%;
	}

	.box {
		width: 400px;
		height: 400px;
		margin: 100px 100px;
		position: relative;
		transition: 0.5s all;
		transform-style: preserve-3d;
	}

	.box-prev,
	.box-midd,
	.box-next {
		width: 100%;
		height: 100%;
		position: absolute;
		transition: 3s all;
	}

	.box-prev {
		background-color: #ffff9b;
		z-index: 2;
	}

	.box-midd {
		background-color: #aaff7f;
		z-index: 1;
	}

	.box-next {
		display: flex;
		justify-content: space-between;
		z-index: 0;
	}

	.box-next span {
		width: 50%;
		height: 100%;
	}

	.box-next span:nth-child(1) {
		background-color: #ffff9b;
	}

	.box-next span:nth-child(2) {
		background-color: #aaff7f;
	}

	.box:hover .box-prev {
		transform: perspective(800px) rotateY(-180deg);
		transform-origin: perspective(800px) 50% 50% 0;
	}

	.box:hover .box-midd {
		transform: perspective(800px) rotateY(-180deg);
		transform-origin: perspective(800px) 50% 50% 0;
	}

参考文档一 ———— 带你玩转css3的3D！

参考文档二 ———— 好吧，CSS3 3D transform变换，不过如此！

参考文档三 ———— CSS perspective 属性

参考文档三 ———— CSS perspective-origin 属性

参考文档五 ———— CSS transform 属性

参考文档六 ———— CSS transform-origin 属性

参考文档七 ———— CSS transform-style 属性

参考文档八 ———— CSS backface-visibility 属性

参考文档九 ———— CSS3中设置3D变形的transform-style属性详解

我是 fx67ll.com，如果您发现本文有什么错误，欢迎在评论区讨论指正，感谢您的阅读！

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