CSS3之2D与3D变换

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文章出自个人博客https://knightyun.github.io/2019/01/27/css-transform，转载请申明

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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：

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);
}

scale(x,y)

缩放元素，参数分别为x轴，y轴缩放倍数，包括scaleX(x)和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);
}

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

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30deg；skewY(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：

skewY(30deg) 的效果：

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：

rotateY(30deg) 的效果：

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);
}

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：

rotateY(45deg) 的效果：

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：

perspective-origin: right center 的效果：

backface-visibility

翻译过来叫背面是否可见，可以设置visible和hidden，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：

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

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);
}

transform-style

设置元素如何在3D空间呈现被嵌套的元素，选择是 flat 和 preserve-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：

preserve-3d 的效果：

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，请戳这里： CSS 3D

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