前端的3D(css3版本)--淘宝造物节3D创景的制作

前端的3D(css3版本)，其实是依托Css3的功劳，先上一个例子 http://antario.act.qq.com/
代码地址：链接: https://pan.baidu.com/s/1sldhljJ 密码: i6qh
这动画纵有万般变化，也离不开以下几个属性

• transform (元素2D 3D转换)
  translate,3d,X,Y,Z (移动距离)
  scale,3d,X,Y,Z (缩放比例)
  rotate,3d,X,Y,Z (旋转角度)
  skew,X,Y (倾斜角度)

• transform-origin (允许被转换元素位置)
  left center right length %

• transform-style (被嵌套元素在3D空间中显示)
  flat (2d) presever-3d (3d)

• perspective (3D元素透视效果 俗称"景深")
  number

• perspective-origin (设置3D基数位置 x,y)
  top center right length %

• backface-visibility (元素不面对屏幕是否可见)
  visible hidden

这里写一个变化的例子，帮助理解

以上例子只是单一的变化 如果多个变化一起执行 遵守 “慢写的先执行”
比如：
原始图片：

"translateX(150px) rotateY(180deg)"： 先旋转再移动

"rotateY(180deg) translateX(150px)"： 先移动再旋转

为什么两者只是前后顺序不同 结果却是相反的呢？
这就涉及到了 中心点的问题 transform-origin
transform-origin 变换原点 center center;

关键字: top bottom center left right;
具体的长度单位(em,rem,px...)

会受到原点影响的变换有：rotate、skew、scale
translate不受影响

第一个是先根据中心原点旋转180度 再向右移动150pxbr
第二个向右移动150px 中心点未改变 再旋转180deg

还有一点需要注意：

在js中没有办法 通过计算后样式 获取到 transform中的相关操作，只能获取到矩阵

getComputedStyle(XX)[‘transform‘] 得到的是 matrix3d(...)

关于 transform的所有操作，通过封装cssTransform来进行操作，
在 cssTransform 中来记录 对transform的每一步操作，相当于对象赋值。获取的时候，就获取 cssTransform中的记录

function css(element, attr , val){
    // 通过判断 归纳transform 属性 直接跳到cssTramsform 剩下的直接常规方法处理
    if(attr == "rotate" || attr == "rotateX" 
    || attr == "rotateY" ||attr == "rotateZ" 
    || attr == "scale" || attr == "scaleX"
    || attr == "scaleY" || attr == "skewX"
    || attr == "skewY" || attr == "translateX"
    || attr == "translateY" || attr == "translateZ" ){
        return cssTransform(element, attr, val);
    }
    if(arguments.length == 2){
        var val = getComputedStyle(element)[attr];
        if(attr==‘opacity‘){
            val = Math.round(val*100);
        }
        return parseFloat(val);
    } 
    if(attr == "opacity") {
        element.style.opacity= val/100;
    } else {
        element.style[attr]= val + "px";    
    }
}
function cssTransform(el, attr, val) {
    if(!el.transform){
        el.transform = {}
    }
    // 如果val为空 为获取值
    if(typeof val == "undefined"){
        if(typeof el.transform[attr] == "undefined"){
            switch(attr) {
                case "scale":
                case "scaleX":
                case "scaleY":
                    el.transform[attr] = 100;
                    break;
                default:
                    el.transform[attr] = 0;    
            }
        }
        return el.transform[attr];
    } else {
        // 设置值 原理就是对象的赋值
        var transformVal = "";
        el.transform[attr] = Number(val);
        for(var s in el.transform){
            switch(s){
                case "rotate":
                case "rotateX":
                case "rotateY":
                case "rotateZ":
                case "skewX":
                case "skewY":
                    transformVal += " "+s+"("+el.transform[s]+"deg)";
                    break;
                case "translateX":
                case "translateY":
                case "translateZ":
                    transformVal += " "+s+"("+el.transform[s]+"px)";
                    break;
                case "scale":
                case "scaleX":
                case "scaleY":
                    transformVal += " "+s+"("+el.transform[s]/100+")";
                    break;
            }
        }
        el.style.WebkitTransform = el.style.transform = transformVal;
    }
}

加下来介绍核心库：m.Tween.js运动函数
使用如下：

MTween({
    el: div, // 目标元素
    target: { // 期望最后变化的值
        scale: 200,
        translateX: 200,
        translateY: 200,
        rotate: 360
    },
    time: 1000, // 动画执行时间
    type: "backOut", // 动画特效 贝塞尔曲线
    callBack: function(){ // 动画执行结束的回调
        console.log("动画执行完了");
    },
    callIn: function(){ // 动画执行过程的回调
        console.log("动画执行中");
    }
})

实现的代码也很简单

function MTween(init){
    var t = 0;
    var b = {};
    var c = {};
    var d = init.time / 20;
    for(var s in init.target){ 
        b[s] = css(init.el, s); 
        c[s] = init.target[s] - b[s];
    }
    clearInterval(init.el.timer); 
    init.el.timer = setInterval(
        function(){
            t++;
            if(t>d){
                clearInterval(init.el.timer);
                init.callBack&&init.callBack.call(init.el);
            } else {
                init.callIn&&init.callIn.call(init.el);
                for(var s in b){
                    var val = (Tween[init.type](t,b[s],c[s],d)).toFixed(2);
                    css(init.el, s, val);
                }
            }
        },20);
}

以上只是基础知识，为下面的教程铺垫

正文开始：

1、安踏图标转动，来回变化，消失
2、碎片，云朵不规则圆柱转动
3、主体，浮层 圆柱形滚动入场
4、移动事件，陀螺仪，横竖屏事件

// 整体Html结构
<div id="pageBg"></div>
<div id="view">
    <div id="logo1">
        <div class="logoImg">
            <img src="load/logo.png">
        </div>
        <p class="logoText">已加载 0%</p>
    </div>
    <div id="main">
        <div id="tZ">
            <div id="panoBg"></div>
            <div id="cloud"></div>
            <div id="pano"></div>
        </div>
    </div>
</div>

1、安踏图标转动，来回变化，消失

分析： 安踏图标有三个 分别为 logo1 logo2 logo3 (logo2 logo3 为动态生成，并提前赋值属性，加上360度旋转动画)
logo1 使用css3动画animation 360度转动 1s后透明度为0 并删除
logo2 由 translateZ : -1000 经过300ms 变为0 向前移动；接着经过800ms 变为-1000 向后移动
logo3 在logo2 删除后出现 由远到近 再接着消失

其实代码很简单 就是用下面的模型代码实现

MTween({
    el: logo1,
    target: {
      opacity: 0 // 将要最终变化的值
    },
    time: 1000,
    type: ‘easeOut‘,
    callBack: function() { // 运动结束的执行动作
      view.removeChild(logo1)
      css(logo2, ‘opacity‘, 100) // 显示logo2
      // 接下来做logo2动作 以此类推
      MTween({
        el: logo2,
        target: {
          translateZ: 0
        },
        time: 300,
        type: ‘easeBoth‘,
        callBack: anmt2 
      })
    }
  })

2、碎片，云朵不规则圆柱转动

分析：将9张碎片图片乘3 然后设置随机的 rotateY rotateX translateZ translateY 变成一个随机圆柱排布，然后在碎片的主层加上 rotateY 旋转动画，再用动画控制translateZ 向后移动
祥云入场: 利用 sin cos R 计算translateX translateZ，然后在云层主层加上 rotateY 旋转动画，再用动画控制translateZ 向后移动

碎片代码

//基础框架版本 排成一圈
for (var i = 0; i < 27; i++) {
    var R = 10 + Math.round(Math.random()*240);
    var deg =  Math.round(Math.random()*360)
    css(span, ‘rotateY‘, deg)
    css(span, ‘translateZ‘, R)
}
// 添加上下分布
css(logo4, "translateZ", -2000)
css(logo4, "scale", 0)
for (var i = 0; i < 27; i++) {
    var xR = 20 + Math.round(Math.random() * 240) // 圆柱碎片的X半径
    var xDeg = Math.round(Math.random() * 360)
    var yR = 10 + Math.round(Math.random() * 240) // 圆柱碎片的Y半径
    var yDeg = Math.round(Math.random() * 360)
    css(span, "rotateY", xDeg);
    css(span, "translateZ", xR);
    css(span, "rotateX", yDeg);
    css(span, "translateY", yR)
}
// 从远到近的移动
MTween({
    el: logo4,
    target: {
      translateZ: 0,
      scale: 100
    },
    time: 500,
    type: "easeOutStrong",
    callBack: function() {
      setTimeout(function() { //从近到远
        MTween({
          el: logo4,
          target: {
            translateZ: -1000,
            scale: 20
          },
          ...
          })

祥云代码
这里需要每一片云朵都面对我们自己

这里知道每一个R deg，便能求得x, z
x = Math.sin(deg Math.PI / 180) R
z = Math.cos(deg Math.PI / 180) R

  var span = document.createElement("span");
    span.style.backgroundImage = ‘url(‘ + imgData.cloud[i % 3] + ‘)‘;
    var R = 200 + (Math.random() * 150) // 设置随机半径
    var deg = (360 / 9) * i // 圆柱各个角度
    var x = Math.sin(deg * Math.PI / 180) * R // sin求得X
    var z = Math.cos(deg * Math.PI / 180) * R // cos求得Z
    var y = (Math.random() - .5) * 200 // 上下分布
    css(span, "translateX", x)
    css(span, "translateZ", z)
    css(span, "translateY", y)
    ...
    // 设置动画
    MTween({
    el: cloud,
    target: {
      rotateY: 540
    },
    time: 3500,
    type: "easeIn",
    callIn: function() { // 这里需要用到运动过程的回调 将祥云外层的角度赋予内层祥云的每个角度
      var deg = -css(cloud, "rotateY");
      for (var i = 0; i < cloud.children.length; i++) {
        css(cloud.children[i], "rotateY", deg);
      }
    }
  })

3、主体，浮层 圆柱形滚动入场

这里的图片是由20张分割好的宽129px的图片组成

每张图片的角度deg为360/20,这样就能得到中心点距离每张图片的距离，利用数学的tan公式 R = (width / 2) / Math.tan((deg/ 2 )* Math.PI / 180)

var panoBg = document.querySelector(‘#panoBg‘)
var width = 129 // 一张图片宽度
var deg = 360 / imgData.bg.length // 圆柱图片角度
var R = parseInt((width / 2) / Math.tan((deg/ 2 )* Math.PI / 180) - 1) // tan@ = 对边(R) / 临边(W/2)
var startDeg = 180; // 开始角度
for (var i = 0; i < imgData.bg.length; i++) {
  var span = document.createElement("span");
  css(span, ‘rotateY‘, startDeg)
  css(span, ‘translateZ‘, -R)
  span.style.backgroundImage = "url(" + imgData.bg[i] + ")";
  panoBg.appendChild(span);
  startDeg -= deg // 每张图片角度递减
}

设置主体从远到近 类似画轴显示出来，在span初始化时候都设置display="none"，然后设置定时器依次打开

var timer = setInterval(function() {
  panoBg.children[num].style.display = "block";
  num++
  if (num >= panoBg.children.length) {
    clearInterval(timer)
  }
}, 3600 / 2 / 20)

设置漂浮层
漂浮层相对简单一些，动态创建漂浮层，设置初始translateX translateZ，遍历对应的浮层，设置上面求得的半径距离，角度

  var pano = document.querySelector(‘#pano‘); // 浮层容器
  var deg = 18; // 差值角度
  var R = 406; // 上图计算的R
  var nub = 0; // 计数
  var startDeg = 180; // 初始角度 
  css(pano, "rotateX", 0);
  css(pano, "rotateY", -180);
  css(pano, "scale", 0);
  var pano1 = document.createElement("div");
  pano1.className = "pano";
  css(pano1, "translateX", 1.564);
  css(pano1, "translateZ", -9.877);
  for (var i = 0; i < 2; i++) {
    var span = document.createElement("span");
    span.style.cssText = "height:344px;margin-top:-172px;";
    span.style.background = "url(" + imgData["pano"][nub] + ")";
    css(span, "translateY", -163); // 设定固定的值
    css(span, "rotateY", startDeg); // 角度逐级递减
    css(span, "translateZ", -R);
    nub++;
    startDeg -= deg;
    pano1.appendChild(span)
  }
  var pano2 = document.createElement("div");
  pano2.className = "pano";
  css(pano2, "translateX", 20.225);
  css(pano2, "translateZ", -14.695);
  for (var i = 0; i < 3; i++) {
    var span = document.createElement("span");
    span.style.cssText = "height:326px;margin-top:-163px;";
    span.style.background = "url(" + imgData["pano"][nub] + ")";
    css(span, "translateY", 278);
    css(span, "rotateY", startDeg);
    css(span, "translateZ", -R);
    nub++;
    startDeg -= deg;
    pano2.appendChild(span)
  }

4、移动事件，陀螺仪，横竖屏事件

移动事件需要监听三个事件touchstart touchmove touchend
初始化 按下的点startPoint, 主层角度panoBgDeg, 移动一度变化多少px的系数scale，主层深度startZ，最后角度lastDeg，最后差距lastDis

手指按下 touchstart

 document.addEventListener(‘touchstart‘, function(e) {
    startPoint.x = e.changedTouches[0].pageX //手指初始位置
    startPoint.y = e.changedTouches[0].pageY //
    panoBgDeg.x = css(panoBg, ‘rotateY‘) //主体容器左右移动 rotateY便是X轴
    panoBgDeg.y = css(panoBg, ‘rotateX‘)
  })

手指移动 touchmove

document.addEventListener(‘touchmove‘, function(e) {
    var nowDeg = {}
    var nowDeg2 = {} // 悬浮层也需要移动
    var nowPoint = {}
    nowPoint.x = e.changedTouches[0].pageX; //变化的位置
    nowPoint.y = e.changedTouches[0].pageY;
    var dis = {}
    dis.x = nowPoint.x - startPoint.x // 移动的距离X
    dis.y = nowPoint.y - startPoint.y
    var disDeg = {}
    disDeg.x = -(dis.x / scale.x) // 距离转度数 
    disDeg.y = dis.y / scale.y
    nowDeg.y = panoBgDeg.y + disDeg.y // 开始角度 + 移动角度
    nowDeg.x = panoBgDeg.x + disDeg.x
    nowDeg2.x = panoBgDeg.x + (disDeg.x) * 0.95 // 浮层的稍微偏动
    nowDeg2.y = panoBgDeg.y + (disDeg.y) * 0.95
    if (nowDeg.y > 45) {
      nowDeg.y = 45
    } else if (nowDeg.y < -45) {
      nowDeg.y = -45
    }

    if (nowDeg2.y > 45) {
      nowDeg2.y = 45
    } else if (nowDeg2.y < -45) {
      nowDeg2.y = -45
    }
    lastDis.x = nowDeg.x - lastDeg.x //进行差距计算
    lastDeg.x = nowDeg.x
    lastDis.y = nowDeg.y - lastDeg.y
    lastDeg.y = nowDeg.y
    css(panoBg, "rotateX", nowDeg.y); // 进行主体角度赋值
    css(panoBg, "rotateY", nowDeg.x);
    css(pano, "rotateX", nowDeg2.y); // 悬浮层角度
    css(pano, "rotateY", nowDeg2.x);
    var disZ = Math.max(Math.abs(dis.x), Math.abs(dis.y))
    if (disZ > 300) {
      disZ = 300
    }
    css(tZ, ‘translateZ‘, startZ - disZ) // 控制拖拉远近距离
  })

手指抬起 touchend

document.addEventListener(‘touchend‘, function(e) {
    var nowDeg = {
      x: css(panoBg, "rotateY"), // 获取结束角度
      y: css(panoBg, "rotateX")
    };
    var disDeg = {
      x: lastDis.x * 10, // 
      y: lastDis.y * 10
    }
    MTween({
      el: tZ,
      target: {
        translateZ: startZ // 移动后回来 变近
      },
      time: 700,
      type: "easeOut"
    })
    MTween({
      el: panoBg,
      target: {
        rotateY: nowDeg.x + disDeg.x // 主体缓冲
      },
      time: 800,
      type: "easeOut"
    })
    MTween({
      el: pano,
      target: {
        rotateY: nowDeg.x + disDeg.x // 悬浮层缓冲
      },
      time: 800,
      type: "easeOut",
      callBack: function() {
        window.isTouch = false
        window.isStart = false
      }
    })
  })
}

设置景深随不同屏幕适配进行调整

function setPerc() {
  resteview()
  window.onresize = resteview

  function resteview() {
    var view = document.querySelector(‘#view‘) // 最外层
    var main = document.querySelector(‘#main‘)
    var deg = 52.5
    var height = document.documentElement.clientHeight;
    var R = Math.round(Math.tan(deg / 180 * Math.PI) * height * .5);
    view.style.WebkitPerspective = view.style.perspective = R + "px"; // 设置景深
    css(main, ‘translateZ‘, R)
  }
}

陀螺仪 横竖屏事件

陀螺仪基础

 window.addEventListener(‘deviceorientation‘, function(e) {
    e.beta // 左右
    e.gamma // 上下
})

横竖屏基础

 window.addEventListener(‘orientationchange‘, function(e) {
      window.orientation // 0 90 -90 180 代表四个方向
})

这里需要解决触摸事件的冲突，需要定义一个全局的isTouch判断，遇到触摸就终止陀螺仪事件引起的变化。
同时需要注意横竖屏会把陀螺仪的beta gamma 改变

 dir = window.orientation
 switch (dir) {
      case 0:
        x = e.beta;
        y = e.gamma;
        break;
      case 90:
        x = e.gamma;
        y = e.beta;
        break;
      case -90:
        x = -e.gamma;
        y = -e.beta;
        break;
      case 180:
        x = -e.beta;
        y = -e.gamma;
        break;
    }

开始倾斜时，记录开始的陀螺仪位置，主体层的位置。
移动时候和触摸一样进行距离差值计算，并进行相加赋予主体层的变化。然后进行远近动画，主体移动动画，悬浮层动画。

 var nowTime = Date.now()
      // 检测陀螺仪 转动时间 与插件的20ms 兼容
    if (nowTime - lastTime < 30) {
      return
    }
    lastTime = nowTime
      // 角度倾斜
    if (!isStart) {
      //start
      isStart = true;
      start.x = x
      start.y = y
      startEl.x = css(pano, ‘rotateX‘)
      startEl.y = css(pano, ‘rotateY‘)
    } else {
      // move
      now.x = x
      now.y = y

      var dis = {}
      dis.x = now.x - start.x
      dis.y = now.y - start.y

      var deg = {}
      deg.x = startEl.x + dis.x
      deg.y = startEl.y + dis.y

      if (deg.x > 45) {
        deg.x = 45;
      } else if (deg.x < -45) {
        deg.x = -45;
      }

      var disXZ = Math.abs(Math.round((deg.x - css(pano, ‘rotateX‘)) * scale))
      var disYZ = Math.abs(Math.round((deg.y - css(pano, "rotateY")) * scale))

      var disZ = Math.max(disXZ, disYZ)
      if (disZ > 300) {
        disZ = 300
      }
      MTween({
        el: tZ,
        target: {
          translateZ: startZ - disZ
        },
        time: 300,
        type: ‘easeOut‘,
        callBack: function(){
          MTween({
            el:tZ,
            target:{
              translateZ: startZ // 进行缓冲动画
            },
            time: 400,
            type: "easeOut"
          })
        }
      })

      MTween({
        el: pano,
        target: {
          rotateX: deg.x,
          rotateY: deg.y
        },
        time: 800,
        type: ‘easeOut‘
      })

      MTween({
        el: panoBg,
        target: {
          rotateX: deg.x,
          rotateY: deg.y
        },
        time: 800,
        type: ‘easeOut‘
      })

以上便是主要代码，最好自己运行调试下，运用好动画函数，理解每一个步骤。
前端实现3D VR 还有更牛的Three.js, A-Frame。继续深究
该课程是由妙味课堂提供的，可以从基础开始学习。