CSS3 制作魔方 - 相关立体样式

最好的实践，就是给定一个实践的目标去实践。

目标：利用 CSS3 的一些特性，绘制一个魔方，要可以玩转的那种，即上下左右每一层都可以独立旋转。效果如下：

魔方效果

为了完成此效果，将使用到以下相关概念和样式：坐标、3D呈现、平移、旋转。

（1）坐标

屏幕的起点坐标是(0,0,0)，往右递增为 x 方向，使用 left 属性表示，往下走，递增为 y 方向，使用 top 属性表示。而 3D 场景中 z 正方向（递增）为走出屏幕到你面前的方向。

但这个坐标的起点不一定得是屏幕，只是遵循相同的方向。当元素使用 position:absolute 来绝对定位时，其位置坐标是以最近的 position:relative 父元素为(0,0,0) 来计算的，因此，我们绘制一个3D场景时，通常会定义一个最外层的 position:relative 元素来进行场内发挥。

以下完整的页面代码，会绘制一个x,y,z坐标轴，会使用到本文涉及的各个内容，后边的内容均以此页面为基础，便于动手体验。

<!DOCTYPE html>
<html> 
<head>
    <meta charset="utf-8" /> 
    <title>CSS3 魔方</title>
    <!-- 样式部分全写这里 -->
    <style>  
    .wrap {
        transform-style: preserve-3d;
        width: 300px;  height: 300px; 
        position: relative;  /* 定位起点元素 */
        border-top:solid 1px gray;  /* x 轴 */
        border-left:solid 1px gray;  /* y 轴 */
        /* 倾斜一点方能见立体效果 */
        transform: rotateX(-30deg) rotateY(-30deg); 
    }

    /* z 轴正方向 */
    .zaxis_p { 
        position:absolute; 
        width : 300px;
        height:1px;  
        border-top:solid 1px gray; 
        /* xy面上，90度立起来就是 z */
        transform: rotateY(-90deg); 
        /* 立起来的旋转点 */
        transform-origin:0 0 0; 
    }

    /* z 轴负方向 */
    .zaxis_n { 
        position:absolute; 
        width : 300px;
        height:1px;  
        border-top:dashed 1px gray; /*（虚线）*/
        transform: rotateY(90deg);
        transform-origin:0 0 0; 
    }
    </style> 
</head>

<body style="padding:300px;">
  <div class="wrap">
    <div class="zaxis_p"></div> 
    <div class="zaxis_n"></div> 
  </div>
</body>

</html>

效果如下图：

（2）3D 呈现

transform-style: preserve-3d;

上边绘制的坐标轴，最外层的 wrap 有 transform-style: preserver-3d 属性，它表示，它是维持其三维态的，其子元素可在其三个维度空间施展。如果没有此项，子元素在 z 空间上是没有作用的，也即我们的 z 轴会变成一个点。

（3）平移

沿着坐标轴的方向保持姿势移动，对于 x 与 y 轴而言，移动可以通过改变 left，top 值来达到目的，对于 z 轴（x，y轴同样适用）则使用平移样式。如，让元素在 z 轴上后移 200个像素，让其在上边坐标z轴的虚线上，我们可以使用：

transform: tanslateZ(-200px);

我们在坐标中添加一个元素，其样式定义如下：

.square {
    position:absolute;
    width:100px; height:100px;
    background:green;
    top:0; left:0;
    transform:translateZ(-200px);
}

<div class="square"></div>

效果如下：

（4）旋转

物体的旋转与转动的轴心点有关，就像一个球，我们可以挂一根绳子转大圈，也可以直接转它，这个轴心与以下样式定义有关：

transform-origin:0 0 0;

后边的这个" 0 0 0 "的值为相对位置，是以元素自身为起点来算的。所以，具体到每个元素，这个(0,0,0)表示的是该元素的起点位置，与别的元素无关。有关transform-origin 更多的描述与用法可参考相关资料。

有了旋转轴心点，在方向上给个角度就可以了。如，绕 z 轴旋转 45 度。

transform: rotateZ(45deg);

度数可正可负，每一根坐标轴，把轴的正向对准你的眼睛（对准鼻梁也不错），此时，顺时针为正角度，逆时针为负角度。

旋转的示例，在下边的综合示例中给出。

（5）动画

CSS3 形成动画效果有两种方式，其本质都是呈现样式属性值的变化过程。

第一种方式

定义一个关键帧（@keyframes）样式体表示变化过程，并取个名字。然后，使用 animation 属性指定该名字让元素动起来。这种方式功能强大，对时间轴内的动画定义能力强，可以按百分比定义每一段的属性变化值。我们以让上边定义的 square 在 z 轴上边绕 z 轴转边从 -200px 平移到 200px 为例来体验一下。

/*设置动画关键帧，名字为 movez */
@keyframes movez { 
    0% {  /* 从这样的属性开始 */
        transform: translateZ(-200px) rotateZ(0deg);
    }
    100% { /* 变化到这样的属性 */
        transform: translateZ(200px) rotateZ(3600deg);
    }
} 

.square {
    position:absolute;
    width:100px; height:100px;
    background:green;
    top:0; left:0;
    transform-origin:0 0 0; 
    /* 按 movez 来呈现动画过程 */
    animation:movez 10s linear infinite;
}

效果如下：

第二种方式

使用属性 transition 指定一个属性和一个时长，只要这个属性值发生变化，它就按规定的时长进行渐变形成动画。

我们回到平移的那个 square，为其添加 transition 属性，指明 transform，时长设置为 5s，即5秒。

.square {
    position:absolute;
    width:100px; height:100px;
    background:green;
    top:0; left:0;
    transform:translateZ(-200px);
    /* 指定渐变属性，时长 */
    transition: transform 5s;
}

此时，我们来改变它的 transform 平移值：

<script>
setTimeout(
    function(){
        document.querySelector(".square").style.transform = "translateZ(200px)";
    }, 
    1000
);
</script>

效果如下，多么优雅的一个变化过程，软着陆。

（6）小结

熟悉以上了这些概念与特性，就有了达成魔方目标的工具。更多特性若有兴趣，可进一步加深了解，想象空间很大。