CSS 3D转换

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2023-03-14

在 CSS 中，除了可以对页面中的元素进行 2D 转换外，您也可以对象元素进行 3D转换（将页面看作是一个三维空间来对页面中的元素进行移动、旋转、缩放和倾斜等操作）。与 2D 转换相同，3D 转换同样不会影响周围的元素，而且可以与其它元素重叠。但是，变换后的元素任然会占用其默认位置（未变换前）的空间。

3D 转换同样需要使用 transform 属性以及一些函数来实现，例如：

matrix3d()：以一个 4x4 矩阵的形式指定一个 3D 转换；
translate3d()：指定对象的 3D 位移，第 1 个参数对应 X 轴，第 2 个参数对应 Y 轴，第 3 个参数对应 Z 轴，参数不允许省略；
translateZ()：指定对象在 Z 轴的平移；
rotate3d()：指定对象的 3D 旋转角度，其中前 3 个参数分别表示旋转的方向 X、Y、Z，第 4 个参数表示旋转的角度，参数不允许省略；
rotateX()：指定对象在 X 轴上的旋转角度；
rotateY()：指定对象在 Y 轴上的旋转角度；
rotateZ()：指定对象在 Z 轴上的旋转角度；
scale3d()：指定对象的 3D 缩放，第 1 个参数对应 X 轴，第 2 个参数对应 Y 轴，第 3 个参数对应 Z 轴，参数不允许省略；
scaleZ()：指定对象的 Z 轴缩放；
perspective()：指定透视距离。

1. translate3d()

translate3d() 函数用于移动元素在 3D 空间中的位置，这种变换的特点是通过三维矢量坐标来定义元素在每个方向上（X轴、Y轴、Z轴）的偏移量。函数的语法格式如下：

translate3d(tx, ty, tz)

参数说明如下：

tx：表示元素在水平方向（X 轴）移动的距离；
ty：表示元素的垂直方向（Z 轴）移动的距离；
tz：表示元素在 Z 轴移动的距离，该参数不能使用百分比值。

【示例】使用 translate3d() 函数设置元素在三维空间中的位置：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <style>
        div {
            width: 100px;
            height: 100px;
            background-color: #CCC;
        }
        p {
            transform: translate3d(25px, 25px, 50px);
            border: 1px solid red;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div>
        <p>translate3d(25px, 25px, 50px);</p>
    </div>
</body>
</html>

运行结果如下图所示：

图：translate3d() 函数演示

3D 转换使用的是三维坐标系，但是沿 Z轴方向的移动并不能很明显的显现出来，因为我们往往会将网页看作是一个二维的平面，并没有深度。您可以使用 perspective 和 perspective-origin 属性来为元素添加深度感，即 Z 轴越高的元素显示的越大，反之则越小。

2. translateZ()

函数 translateZ() 用来沿三维坐标系的 Z 轴来移动元素，函数的语法格式如下：

translateZ(tz);

其中参数 tz 用来设置元素在 Z轴上移动的距离。

提示：translateZ(tz); 相当于 translate3d(0, 0, tz); 的简写形式。

【示例】使用 translateZ() 属性设置元素沿 Z轴移动的距离：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <style>
        div {
            width: 100px;
            height: 100px;
            perspective:150;
            perspective-origin: 10% 10%;
            -webkit-perspective:150;/*兼容 Safari and Chrome */
            -webkit-perspective-origin: 10% 10%;/*兼容 Safari and Chrome */
            background-color: #CCC;
        }
        p {
            transform: translateZ(30px);
            border: 1px solid red;
            background-color: yellow;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div>
        <p>translateZ(30px);</p>
    </div>
</body>
</html>

运行结果如下图所示：

图：translateZ() 函数演示

3. rotate3d()

rotate3d() 函数用来设置元素沿 X轴、Y轴或 Z轴方向旋转的角度，该函数只会使元素按照固定的轴旋转，不会使元素变形。rotate3d() 函数的语法格式如下：

rotate3d(x, y, z, a)

参数说明如下：

x：设置旋转轴的 X轴坐标；
y：设置旋转轴的 Y轴坐标；
z：设置旋转轴的 Z轴坐标；
a：设置元素旋转的角度，正角度表示顺时针旋转，负角度表示逆时针旋转。

【示例】使用 rotate3d() 函数来旋转元素：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <style>
        div {
            width: 100px;
            height: 100px;
            perspective:150;
            perspective-origin: 10% 10%;
            -webkit-perspective:150;
            -webkit-perspective-origin: 10% 10%;
            border: 3px solid black;
            margin: 10px 0px 0px 10px;
        }
        .transform {
            background-color: red;
            border: none;
            transform: rotate3d(0, 1, 2, 40deg);
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div>
        <div class="transform">rotate3d(0, 1, 2, 40deg);</div>
    </div>
</body>
</html>

运行结果如下图所示：

图：rotate3d() 函数演示

除了 rotate3d() 函数外，CSS 中还提供了 rotateX()（沿 X 轴旋转元素）、rotateY() （沿 Y 轴旋转元素）和 rotateZ()（沿 Z 轴旋转元素）三个函数来按照不同的坐标轴旋转元素。rotateX()、rotateY()、rotateZ() 函数的语法格式如下：

rotateX(a) /* 等同于 rotate3D(1, 0, 0, a); */
rotateY(a) /* 等同于 rotate3D(0, 1, 0, a); */
rotateZ(a) /* 等同于 rotate3D(0, 0, 1, a); */

4. scale3d()

scale3d() 函数可以改变元素的大小（缩放），函数的语法格式如下：

scale3d(sx, sy, sz)

参数说明如下：

sx：表示元素在 X 轴方向的缩放比例；
sy：表示元素在 Y 轴方向的缩放比例；
sz：表示元素在 Z 轴方向的缩放比例。

【示例】使用 scale3d() 函数来缩放指定元素：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <style>
        div {
            width: 100px;
            height: 100px;
            perspective:150;
            perspective-origin: 10% 10%;
            -webkit-perspective:150;
            -webkit-perspective-origin: 10% 10%;
            border: 3px solid black;
            margin: 10px 0px 0px 10px;
        }
        .transform {
            background-color: red;
            border: none;
            transform: scale3d(1, 1, 1.5) rotate3d(1, 0, 0, 60deg);
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div>
        <div class="transform">scale3d(1, 1, 1.5) rotate3d(1, 0, 0, 60deg);</div>
    </div>
</body>
</html>

运行结果如下图所示：

图：scale3d() 函数演示

提示：当 scale3d() 函数的参数数值超出 [-1，1] 范围时，将在对应的方向上放大元素；当参数值在 [-1，1] 范围内时，将在当前方向上缩小元素；当参数值等于 1 时，则不会改变元素的大小。

除了 scale3d() 函数外，CSS 中还提供了 scaleX()（沿 X 轴缩放元素）、scaleY() （沿 Y 轴缩放元素）和 scaleZ()（沿 Z 轴缩放元素）三个函数来按照不同的坐标轴缩放元素。scaleX()、scaleY()、scaleZ() 函数的语法格式如下：

scaleX(sx) /* 等同于 scale(sx, 1); 和 scale3d(sx, 1, 1); */
scaleY(sy) /* 等同于 scale(1, sy); 和 scale3d(1, sy, 1); */
scaleZ(sz) /* 等同于 scale3d(1, 1, sz); */

5. matrix3d()

matrix3d() 函数与前面我们学习的 matrix() 函数非常相似，不过 matrix3d() 函数可以使用一个 4 × 4 的矩阵来描述一个三维（3D）转换。通过 matrix3d() 函数可以一次执行所有的 3D转换操作，函数的语法格式如下：

matrix3d(a1, b1, c1, d1, a2, b2, c2, d2, a3, b3, c3, d3, a4, b4, c4, d4)

参数说明如下：

a1、b1、c1、d1、a2、b2、c2、d2、a3、b3、c3、d3、d4：用来描述各种 3D 转换；
a4、b4、c4：表示元素变换的量。

【示例】使用 matrix3d() 函数来定义 3D转换：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <style>
        div {
            width: 100px;
            height: 100px;
            perspective:150;
            perspective-origin: 10% 10%;
            -webkit-perspective:150;
            -webkit-perspective-origin: 10% 10%;
            border: 3px solid black;
            margin: 10px 0px 0px 10px;
        }
        .transform {
            background-color: red;
            border: none;
            transform: matrix3d(0.359127, -0.469472, 0.806613, 0, 0.190951, 0.882948, 0.428884, 0, -0.913545, 0, 0.406737, 0, 0, 0, 0, 1);
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div>
        <div class="transform">matrix3d()</div>
    </div>
</body>
</html>

运行结果如下图所示：

图：matrix3d() 函数演示