css如何实现一个3D效果的魔方

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3D 相关 CSS 属性及函数

在 3D 空间中转换最重要几个形态的是平移，旋转与缩放，接下来将会介绍与制作一个 3D 效果立方体相关的 CSS 属性及函数。

transform-style
perspective
backface-visibility

3D 空间

一个立方体，必然存在于一个 3D 空间，首先需要使用 CSS 指明该立方体处于 3D 空间中。

.cube {
  transform-style: preserve-3d;
}

通过 CSS 的属性值 transform-style: preserve-3d 可以设置该元素的所有子元素都处于 3D 空间。

在科幻小说三体中，云天明讲了三个故事，其中讲到有一个深水王子，无论你在远处看还是近处看，他都一般高，不会受距离增减的影响，不符合我们现实中「近大远小」的透视规律。

正是有了透视距离，现实世界的事物才会有层次感，而在 CSS 的 3D 世界里，也有一个属性代表透视距离。

.cube {
  perspective: 800px;
  // 观察者眼睛位于上边看的全面
  perspective-origin: 150% -150%;
}

与二维平面不同，在 3D 空间中多了一个 Z 轴，而与 Z 轴 垂直的平面构成了 Z 平面，即我们在 2D 方向上能够看到的这个平面。

perspective 定义了观察者眼睛与 Z=0 平面(即投影面)的距离，来制造一种空间感。

perspective 最小可设置为 1px，当它值越小时，物体在投影面上越大。如下图所示

perspective-origin 代表观察者眼睛的位置，默认居中

平移与坐标系: translate3d()

.cube {
  transform: translate3d(x, y, z);
}

translate3d(x, y, z) 定义了元素在 3D 空间沿坐标系的平移，而如果只在单轴上平移，则可以使用独立的 API。

translateX(x): translate3d(x, 0, 0)
translateY(y): translate3d(0, y, 0)
translateZ(z): translate3d(0, 0, z)

当作 Z 轴方向平移时，正值代表离用户越来越近，即在视觉效果上它会越来越大。负值则相反。具体视觉效果可参考 MDN 文档。

一种他们在三维坐标系下的正方向如下所示：

translateZ | MDN^[1]

旋转与原点: rotate3d() 与 transform-origin

.cube {
  transform: rotate3d(x, y, z, a);
}

rotate3d 定义了元素在 3D 空间的旋转，旋转相比平移来说，它要多一个指标：「旋转轴，它根据从原点出发的向量 [x, y, z] 来确定旋转轴。」

[x, y, z] 坐标自然由 rotate3d(x, y, z, a) 来指定，那如何确定原点呢？

原点坐标由属性 transform-origin 来指定，如果只有前两个值代表在 2D 平面，如果有三个值代表在 3D 空间。

❝
你可以通过围绕各个坐标轴旋转 180 度，来确定原点坐标
❞

.cube {
  transform-origin: 100px 100px 100px;
}

可以通过对一个立方体的旋转对 rotate3d 有直观的了解

正常放置

在正常状态下，各面数字如下

`rotateX(180deg)`

沿 X 轴旋转 180 度后，位面 2 面对用户

`rotateZ(180deg)`

沿 Z 轴旋转 180 度后，位面 1 面对用户，但是翻转了过来

通过 MDN 文档也可以对各个转换有更直观的了解

rotateX | MDN ^[2]
rotateY | MDN ^[3]
rotateZ | MDN ^[4]
transform-origin | MDN ^[5]

一个立方体

对 CSS 3D 方面的属性及值进行熟悉之后，就能够很容易地画出一个立方体。

一个立方体由六个面组成，分别使用 Up，Down，Left，Right，Front，Back 的首字母进行表示。使用 html 描述它的结构如下

$ width: 100px; .cube-container { display: flex; justify-content: center; align-items: center; height: 500px; } .cube { width: $width; height: $width; margin: $width; } .face { background: #f60; display: flex; justify-content: center; align-items: center; font-size: 2em; color: #fff; }

$width: 100px; .face { width: $width; height: $width; position: absolute; &.face-up { transform: rotateX(90deg) translateZ($width / 2); } &.face-down { transform: rotateX(-90deg) translateZ($width / 2); } &.face-left { transform: rotateY(-90deg) translateZ($width / 2); } &.face-right { transform: rotateY(90deg) translateZ($width / 2); } &.face-front { transform: translateZ($width / 2); } &.face-back { transform: rotateX(180deg) translateZ($width / 2); } }

@keyframes rotate { 0% { transform: rotate3d(0, 0, 0, 0); } 100% { transform: rotate3d(1, 1, 0, 360deg); } } .cube { animation: rotate 2s linear reverse infinite; }

mixin coordinate() { @for $x from 1 through 3 { @for $y from 1 through 3 { @for $z from 1 through 3 { .cube-#{$x}-#{$y}-#{$z} { transform: translate3d(($x - 2) * $width, ($y - 2) * $width, ($z - 2) * $width); } } } } } @include coordinate();

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