使用CSS创建一个炫酷的球体动画效果

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我最近看到了一个纯CSS实现的球体动画效果:

图片描述

经过研究上面的效果实现起来大致可以分为五个步骤,下面就来一一介绍。

1.使用Jade和SCSS生成一个圆圈

创建一个圆圈的第一步是生成所有组成圆圈的粒子。有了Jade,我们不用一个一个的写出200个div。

以下的代码创建了一个容器.mommy和200个div:

.mommy
  - for (var x = 0; x < 200; x++)
  div

添加一点CSS确认一下200个div已经生成:

.mommy{
  border:1px solid black;
}
div{
  width: 4px;
  height: 4px;
  background:red;
}

正如下面你所看到的,我们生成了一个800px高的红色方块,它是由200个div组成的。

clipboard.png

接下来,我们要将这200个div分别定位在不同的位置组成一个圆圈,并通过SCSS来实现。

在上面的CSS中还需要再添加一些设置,给所有的div设置绝对定位,并将它们向左和向上移动2px的距离,这样div的中心点与容器的0,0坐标点就重合了。然后,我们设置容器为固定的宽高大小。

.mommy{
  border:1px solid black;
  width: 400px;
  height: 400px;
  position: relative;
}
div{
  width: 4px;
  height: 4px;
  background:red;
  position: absolute;
  top: -2px;
  left: -2px;
}

通过SCSS,我们可以在for循环中为每一个div设置不同的位置,这样就不必手动的一个一个去设置。首先创建一个变量,它的值等于div的个数,这样在后面如果要用到div的数量值时,直接引用这个变量就可以了。如果有一天需要改变成400个div,只需要在CSS中改变变量的值就可以了。

$amount : 200;
@for $i from 1 through $amount {
  //循环中的代码
}

现在我们就可以在循环中改变每个div的坐标了,这需要一点点的数学计算。

以下的函数就是生成圆圈的坐标点的计算公式:

x = cos((index/amount)*(PI*2))*radius + radius;
y = sin((index/amount)*(PI*2))*radius + radius;

用SCSS来表示上面的公式就是:

$x : cos(($i/$amount)*360deg)*200px + 200;
$y : sin(($i/$amount)*360deg)*200px + 200;

然后我们将通过公式计算得出的点坐标应用在每个div上:

div:nth-child(#{$i}){
    transform: translate3d($x, $y,0px);
}

这是第一步生成的结果,虽然不是很漂亮,但是,嗯,你从零开始创造了一个圆圈!

clipboard.png

2.将圆圈变成一个球体

现在我们有了一个用SCSS生成的圆圈,但是我们需要的是一个球体。圆圈是一个二维图形,而球体是一个三维立体图形。二维几何图形只有两个轴:X轴和Y轴,而对于三维,又多了一个坐标轴:Z轴。这意味着我们还要计算每个div在Z轴上的位置坐标。幸运的是,已经有成熟的公式帮助我们来定位球体上每个元素的位置,我不会详细的介绍公式的原理(属于数学范畴),我们只需要使用就可以了:

θ : (index / amount) * 120;
δ : (index / amount) * PI;
x : radius * cos(δ) * cos(θ);
y : radius * cos(δ) * sin(θ);
z : radius * sin(δ);

现在我们有了以上的函数,它可以完全满足我们的需求,我们把它插入到循环中。

@for $i from 1 through $amount {
  $theta : ($i / $amount) * 120;
  $delta : ($i / $amount) * pi();
  $x : 200px * cos($delta) * cos($theta) + 200; //+200 to center our sphere in our 3D world
  $y : 200px * cos($delta) * sin($theta) + 200; //+200 to center our sphere in our 3D world
  $z : 200px * sin($delta);
  div:nth-child(#{$i}){
    transform: translate3d($x, $y,$z);
  }
}

下面就是生成的球体效果,正如你所看到的,所有的div都有重新有了新的位置,但是我们看到的好像仍然是平面效果,不是3D立体的。

clipboard.png

在CSS中有一个叫perspective的属性,它允许我们为任何元素设置一个特定的透视值。在我们的例子中,我们希望在容器.mommy设置3D效果。并且还需要设置一个transform-style: preserve-3d;这样所有的div就处于立体坐标系中了。

clipboard.png

现在我们可以看到所有div的大小都变得不一样了。div距离“屏幕”的距离越远,它就会越小,这意味着它们已经处于立体坐标系中了!

3.旋转球体

所有的div已经就绪了,接下来我们就要看到最后的结果了。我们设置一个仅有一个关键帧的动画效果:

.mommy{
  [...]
  animation: rotation 10s linear infinite; 
}
@keyframes rotation{
  to{
    transform:rotateY(360deg);
  }
}

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你可能已经注意到,有些div不是正面屏幕而是与屏幕成90°时,它们就会消失看不到。为了防止这种情况的发生,我们需要给每个div一个反方向的旋转,让它们的正面始终面对屏幕显示。

我们要在div上应用一个反方向的旋转,但是由于已经应用了一个转换,我们将利用伪元素,它将成为红色的小方块。这样,div本身只需要提供定位作用就可以了,并且设置一个transform-style属性,让div处于3D环境中。

div{
  [...]
  transform-style: preserve-3d;
  &:before{
    content:"";
    display: block;
    width: 4px;
    height:4px;
    background:red;
    animation: rotation 10s infinite linear reverse; 
  }
}

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塔达!CSS球体的效果就这样做好了!

4.更炫的球体

在以上代码的基础上,我们发散思维,可以做出更加炫酷的球体效果:

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获取以上所有球体动画的代码可以:

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