CSS3 transform 属性详解

Jad123123
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Transform 属性

css3 中 transfrom 属性用户元素空间位置的变换。
本文结果中展示的画面都是基于下图进行的变换

二维变换

Matrix

  • 3x3 的变换矩阵
  • 对二维向量进行转换
    其中 x1、y1 为经过 Matrix 转换后的向量。由公式可知，Matrix 中 e, f 主要用于设置元素在 X轴和 Y轴上的平移。a, d 主要用于设置元素在 X轴和 Y轴上的缩放。a,b,c,d 用于设置元素在 XY 平面上的旋转。rotate/translate/screw 等都可以直接通过设置 Matrix 来达到同样的效果

translate

  • 设置元素在 X轴或者 Y轴上的平移变换
    translate(15px, 25px)      #元素沿着 X轴正方向平移 15px，沿着 Y轴正方向平移 25px
Matrix(1, 0, 0, 1, 15, 25) #效果相同

scale

  • 设置元素在 X轴或者 Y轴上的缩放
    scale(2, 0.5)              #元素在 X轴上拉伸一倍，在 Y轴上缩小一倍
Matrix(2, 0, 0, 0.5, 0, 0) #效果相同

  • scale 的参数为负数时，元素在对应的方向上进行反转

rotate

  • 二维空间中，rotate即围绕屏幕法向量旋转，等同于 rotateZ
    rotate(30deg)                         #围绕屏幕法向量顺时针旋转 30度
Matrix(0.866, 0.5, -0.5, 0.866, 0, 0) #效果相同 Sin(30) ≈ 0.866

skew

  • 设置 X轴和 Y轴的倾斜角度

transform-origin

transform 变换原点

  • 默认值为(50%, 50%, 0)，即默认的变换原点位于变换元素的 Z=0 的 XY 平面的中心点
  • 取值为 (<length>|<percentage>|left|center|right, <length>|<percentage>|top|center|bottom, <lenght>) 三个参数从左到右分别表示变换原点相盒模型左侧的偏移量、盒模型顶部的偏移量以及 Z轴偏移量
rotate(30deg);

rotate(30deg);
transform-origin: 'left top';

设置 transform-origin 为元素坐上点后，元素围绕左上角旋转

transform 各个变换执行顺序

旋转和平移变换同时进行

transform: translateX(100px) rotate(90deg);

结果如下图所示，可以发现，结果中黄色方框先沿着X轴正方向移动100px，然后绕Z轴进行了90度顺时针渲染。故 transform 中，各个变换是从左往右依次执行 

transform:  rotate(90deg) translateX(100px);

接着，我们将 transform 中两个变换顺序调转，结果如下图所示。可以发现黄色方框先绕Z轴旋转90度，然后沿着X轴正方向移动100px。

matrix 矩阵运算

由上一章节可知，本章节中平移变换 translateX(100px) 对应的变换矩阵 translateMat 为

\begin{bmatrix} {1}&{0}&{100}\\ {0}&{1}&{0}\\ {0}&{0}&{1}\\ \end{bmatrix}

rotate(90deg)对应的变换矩阵 rotateMat 为

\begin{bmatrix} {0}&{-1}&{0}\\ {1}&{0}&{0}\\ {0}&{0}&{1}\\ \end{bmatrix}

对 translateMat 和 rotateMat 进行矩阵乘积运算，并将运算结果导入 transform 属性，查看结果

  1. rotateMat * translateMat
    结果为
\begin{bmatrix} {0}&{-1}&{0}\\ {1}&{0}&{100}\\ {0}&{0}&{1}\\ \end{bmatrix}

CSS 代码为transform: matrix(0, 1, -1, 0, 0, 0)，运行结果如下图所示，可见设置 matrix 等于 rotateMat * translateMat 的变换效果等效于transform: rotate(90deg) translateX(100px);

三维变换

CSS3三维世界坐标系如下图所示，采用的是左手坐标系，Y轴方向沿着屏幕向下

perspective

  • perspective 定义了 3D 元素和视图之间的距离。设置的是透视镜头到 XY 轴平面的距离

    perspective 设置的是透视点到屏幕及(XYZ空间中Z=0平面的距离)，即透视点位置为(0, 0, 150px)

    <!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <style>
        #div1
        {
            position: relative;
            height: 150px;
            width: 150px;
            margin: 50px;
            padding:10px;
            border: 1px solid black;
            -webkit-perspective:150; /* Safari and Chrome */ #设置 perspecctive 为 150px
        }
        
        #div2
        {
            padding:50px;
            position: absolute;
            border: 1px solid black;
            background-color: yellow;
            -webkit-transform: rotateX(45deg); /* Safari and Chrome */
        }
        </style>
    </head>

    <body>
        <div id="div1">
          <div id="div2">HELLO</div>
        </div>
    </body>
</html>
    结果：
    将 perspective 设置为 1500px，结果为：
    perspective 的值与元素呈现的大小无关，perspective 表示透视点到元素的距离，透视点越远，透视效果越差
  • 添加了 perspective 属性的元素，添加后场景中出现 Z轴，故其子元素获得 3D 效果，包括 translateZ 和 rotateY/rotateX

translateZ

  • 通过在 transform 中添加 translateZ 属性，可以实现元素在 Z轴上的平移变化
    1. 在添加 perspective 元素的子元素上的 transform 属性中添加 translateZ
      <!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <style>
        #div1
        {
            position: relative;
            height: 150px;
            width: 150px;
            margin: 50px;
            padding:10px;
            border: 1px solid black;
            -webkit-perspective:150; /* Safari and Chrome */ #设置 perspecctive 为 150px
        }
        
        #div2
        {
            padding:50px;
            position: absolute;
            border: 1px solid black;
            background-color: yellow;
            -webkit-transform: translateZ(-50px) rotateX(45deg); /* Safari and Chrome */
        }
        </style>
    </head>

    <body>
        <div id="div1">
          <div id="div2">HELLO</div>
        </div>
    </body>
</html>
      在 id=div2 的元素上添加了 translateZ(-50px)，即将元素沿着 Z轴负轴平移了 150px，结果为：
      CSS3 中的三维坐标系采用的是左手坐标系，Z轴垂直屏幕向外，故将 div2 沿着 Z轴负轴平移 50px 后，里面的元素实际上位于了屏幕后面 50px 的位置，故看起来变小了

rotateY/rotateX

  • rotateY 和 rotateX 可以设置元素围绕 Y轴或 X轴进行顺旋转
    rotateY(45deg) #围绕 Y轴顺时针旋转 45 度
rotateX(-45deg) #围绕 Z轴逆时针旋转 45 度

Matrix3D

  • TODO
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