手把手教你H5實現工廠游戲的CSS動畫效果「實踐」

者：吳冠禧 WecTeam

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源：量子位
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HTML不是編程語言，但這并不妨礙精通它的大佬玩出花來。

普通的前端，用HTML+CSS制作網頁，元素簡單，工具豐富。

大佬級前端，用HTML+CSS繪畫，全程不用PS、AI這種圖形化的圖片編輯器，單純敲一行行代碼純手工繪制。

把代碼轉換之后，就變成了鮮嫩的水果：

或者畫出洛可可風格的古典女性肖像：

還有弗拉芒巴洛克肖像風格的人物畫像，充滿了中世紀的禁欲感：

現代的也有，比如這位在粉色燈光下的著禮服的妹子：

以及充滿者50年代氣息的復古風人物海報：

曲線、光影、漸變，每個元素都相當復雜。

而且，創作過程中不用SVG，只用Atom文本編輯器和Chrome開發者工具。

也就是說，畫面上的每一條曲線和漸變、每一處高光和陰影、每一根頭發和睫毛、每一片蕾絲和褶皺，都是一行行代碼從頭敲出來的！

如此精細程度和創造力，讓學美術的網友感嘆“學畫畫不如寫代碼”，讓學計算機的同學覺得“別人寫的這么藝術，一定是我的教科書打開方式不對”。

真·交叉學科大佬。

這個項目也一度登上了GitHub Trending排行榜第二名：

并且Issues里都是諸多用戶的膜拜：厲害！崇拜！太棒了！

它們的作者，是灣區前端大神Diana Smith小姐姐，她目前是企業及軟件開發商Atlassian的一名資深Web開發。

繪制過程

Diana在專門討論CSS的網站CSS-Tricks寫下了詳細的教程。

畫出這樣一個圖形分成幾步？

如果不用CSS，一般都是直接嵌入這個特殊的圖形。

如果用CSS，那么就從黑色矩形開始，然后在兩側加上上兩個

與白色背景顏色匹配的邊框半徑元素。

先畫出一個黑色矩形，然后兩邊用圓弧遮擋。有了基礎形狀后，下一步就是給它添上漸變的背景。但是如果用矩形方式填充，得到的效果就是這樣的：

Diana的辦法是：在保留矩形的同時，加上兩個彎曲的div，把凹進去的部分也填充上。

最后完整的代碼是這樣的：

div{
  width: 500px;
  height: 350px;
  background: #000;
  position: relative;

  &::after, &::before{
    width: 20%;
    height: 100%;    
    position: absolute;
    top: 0;
    z-index:2;
    content: "";    

    background: #1e5799; 
background: -moz-linear-gradient(top, #1e5799 0%, #7db9e8 100%); 
background: -webkit-linear-gradient(top, #1e5799 0%,#7db9e8 100%);
background: linear-gradient(to bottom, #1e5799 0%,#7db9e8 100%); 
filter: progid:DXImageTransform.Microsoft.gradient( startColorstr='#1e5799', endColorstr='#7db9e8',GradientType=0 ); 
  }

  &::after{
    border-radius: 100% 0% 0% 100%;   
    right: 0;
  }

  &::before{
    border-radius: 0 100% 100% 0;   
    left: 0;
  }   
}

body{
  background: #1e5799; 
background: -moz-linear-gradient(top, #1e5799 0%, #7db9e8 100%); 
background: -webkit-linear-gradient(top, #1e5799 0%,#7db9e8 100%); 
background: linear-gradient(to bottom, #1e5799 0%,#7db9e8 100%); 
filter: progid:DXImageTransform.Microsoft.gradient( startColorstr='#1e5799', endColorstr='#7db9e8',GradientType=0 ); 
}

你也可以去這個完成查看CSS樣式的實際運行效果：

https://codepen.io/jean-jordan/pen/KeKaBw

剛剛我們畫的那幅畫像不像人的脖子？好的，我們再回到人像畫上，Diana繪制人物的脖子也是類似的過程。

在上面這張圖里，我們看到了Diana如何逐步改形狀，最終得到了油畫中人物的脖子。

但是僅僅會畫各種幾何形狀，是無法生成藝術品的，Diana總結了她在繪圖中的5個重要CSS屬性。

1、邊界半徑（border-radius）

邊界半徑是為了讓矩形的邊角過渡得更自然，對于大多數網頁開發者來說，只需一個參數border-radius，可以設定不同的半徑數值。

border-radius: 15px 10px 40px 30px / 40px 10px 15px 30px;

2、盒子陰影（box-shadow）

對多個盒子陰影進行分層是增加深度的最佳方法之一。框陰影將粘附到html容器的邊緣，也會沿著邊界半徑定義的邊緣。

box-shadow: 6px -11px 20px 1px red, -15px -15px 5px -10px blue, inset 5px 5px 35px 10px green;

開發者可以指定模糊半徑，以及陰影是向內延伸還是向外延伸。

3、變形（transform）

變形的主要方式有：旋轉（rotate）、縮放（scale）和傾斜（skew）

transform: rotate(-45deg)
transform: scale(0.7, 1.3)
transform: skew(25deg, 30deg);

此外還有透視，讓物體產生遠小近大的視覺效果，或者是僅僅為畫出一個梯形。

transform: perspective(10px) rotateY(5deg);

4、線性梯度（linear-gradient）和徑向梯度（radial-gradient）

線性梯度用于定義一個方向上的漸變效果，徑向梯度用于定義圓和橢圓形的漸變效果

background-image: linear-gradient(0deg, blue, transparent 60%),
radial-gradient(circle at 70% 30%, purple, transparent 40%);

5、層疊（overflow）

層疊是一種將大量雜亂元素填充到一個整齊的包中的方法，可以創建一些有趣的形狀。在變形那部分的基礎上使用hidden參數，可以把邊緣遮蓋起來。

overflow: hidden;

以上5種元素缺一不可，隨便少一種都會產生怪異的效果。

△從左至右分別是缺少邊界半徑、陰影、變形、梯度、層疊的效果（點擊查看大圖）

不過即使這樣，也很有抽象藝術的美感，仿佛在看畢加索的作品。

只適用于Chrome

不過，由于這是一個純個人藝術創作，Diana小姐姐并不關心瀏覽器適配性。

因此，這些代碼在Chrome里可以完美展現，但如果用其他瀏覽器打開，可能就會出現不一樣的效果。

比如，MAC上的Safari瀏覽器打開，妹子的眼睛就方了：

肩膀上的高光，變成了一個大圈圈：

胸前的禮服上，也被潑了一道墨：

如果用早期的Chrome打開，會出現驚悚的頭身分離的效果：

早期的Opera瀏覽器，打開之后臉方了：

Windows 7上從IE 6到IE 11，顯示出來的都是這個鬼樣子：

濃重的線條，甚至有點抽象藝術的感覺。

同樣是早期IE，放到Mac上也一樣鬼畜，這是IE 5.1.7的效果：

還有人試了試，在Windows 98系統的IE 7瀏覽器打開，會變成非常像素風的樣子：

最恐怖的是三星手機上的夜間模式打開：

連人種都變了啊！

其他的幾張畫，換個瀏覽器打開也比較鬼畜。

妹子你bra里的鋼圈出來了啊！

拉夫領變得透明而有光澤，領口的蕾絲干脆斷掉了，仿佛是逃難時期的肖像畫。

最后，如果你在iPhone上裝了Chrome，出來的也是Safari的效果，想看完整效果的話，請在安卓手機或者電腦的Chrome上打開。

因此，有不少網友都覺得，這幾幅畫可以當成瀏覽器測試項目，一試就能知道內核用的是誰家的。

反向繪圖

CSS太難，學不會？不要緊，雖然我們不能把代碼變成圖片，但是可以把圖片變成代碼啊。

沒錯，就是ASCII藝術，早在DOS時期，就有人用命令行界面來顯示圖片。直到今天已成為一種流行的互聯網文化。

用單色字符來畫出世界名畫已經不算新鮮事。最近又有個碼農開發了一個新的項目Primg，讓任何一幅畫都可以用質數來表示。

比如蒙拉麗莎，就可以用一個3萬位的質數二進制方式繪制出來。

CSS 中，存在許多數學函數，這些函數能夠通過簡單的計算操作來生成某些屬性值，例如：

calc()：用于計算任意長度、百分比或數值型數據，并將其作為 CSS 屬性值。
min() 和 max()：用于比較一組數值中的最大值或最小值，也可以與任意長度、百分比或數值型數據一同使用。
clamp()：用于將屬性值限制在一個范圍內，支持三個參數：最小值、推薦值和最大值。

在現代 CSS 解決方案：CSS 數學函數[1]一文中，我們詳細介紹了

calc()
min()
max()
clamp()

四個數學函數。

而本文，將給大家介紹一下最近各大瀏覽器也逐漸開始原生支持的三角函數：

sin()
cos()
tan()

CSS 三角函數語法介紹

首先，我們來看看 CSS 三角函數的使用方式：

.box {
  /* 設置元素的寬度為 sin(30deg) 的值 */
  width: calc(sin(30deg) * 100px);
  /* 設置元素的高度為 cos(45deg) 的值 */
  height: calc(cos(45deg) * 100%);
  /* 設置元素的透明度為 tan(60deg) 的值 */
  opacity: calc(tan(60deg));
}

上述代碼中，我們使用了 calc() 函數進行了計算，然后通過 sin()、cos() 和 tan() 函數對計算結果進行了進一步的處理，從而實現了不同的效果。

需要注意的是，三角函數在 CSS3 中僅對弧度（radian）單位進行支持。如果想要在開發中使用三角函數，可以借助轉換函數 deg() 和 rad() 將角度（degree）和弧度進行轉換。

CSS3 的這些函數使得開發者可以更加方便處理一些復雜的數學問題，增強了 CSS 的表現力。

三角函數的運動軌跡

三角函數的運用，更多的是在動畫當中。以正弦、余弦函數為例，其圖形如下：

我們通過一個簡單的例子，還原三角函數的圖形，以此來感受三角函數的作用。首先，我們實現一個黑色圓球：

<div class='g-single'></div>

.g-single {
    width: 20px;
    height: 20px;
    background: #000;
    border-radius: 50%;
}

效果如下：

我們可以通過 transfrom，借助 CSS @property 屬性，來構造一個三角函數的使用場景：

.g-single {
    width: 20px;
    height: 20px;
    background: #000;
    border-radius: 50%;
    animation: move 5s infinite ease-in-out;
    transform: translate(
        calc(var(--dis) - 40vw),
        calc(5 * sin(var(--angle)) * 1em)
    );
}
@keyframes move {
    0% {
        --dis: 0px;
        --angle: 0deg;
    }
    100% {
        --dis: 80vw;
        --angle: 1080deg;
    }
}

上述的核心在于這一段代碼 -- transform: translate(calc(var(--dis) - 40vw), calc(5 * sin(var(--angle)) * 1em))，內部使用了兩個 CSS @property 變量：

x 軸方向是 0px 到 80vw 的水平位移動畫
y 軸方向是 5 * sin(0deg) * 1em 到 5 * sin(1080deg) * 1em 的豎直動畫

通過動畫，動態的修改這兩個變量的值，我們就可以得到一個三角函數曲線動畫圖形：

如果我們，設定多個一模一樣的小球，同一個運動軌跡，設定不同的 animation-delay，效果會上怎么樣呢？

<ul class="g-multi">
  <li> </li>
  // ... 一共 80 個 li
  <li> </li>
</ui>

li {
    animation: move 5s infinite ease-in-out;
    transform: translate(
        calc(var(--dis) - 40vw),
        calc(5 * sin(var(--angle)) * 1em);
}
@for $i from 1 to $count {
    li:nth-child(#{$i}) {
        animation-delay: #{$i * 5 / $count * -1s};
    }
}
@keyframes move {
    0% {
        --dis: 0px;
        --angle: 0deg;
    }
    100% {
        --dis: 80vw;
        --angle: 1080deg;
    }
}

這樣，就得到了這么一個動畫，非常的類似三角函數動畫的曲線：

完整的代碼，你可以戳這里：CodePen Demo -- CSS Cos/Sin Math function[2]

快速實現圓弧軌跡動畫

在之前，我們想實現一個圓弧動畫，如下所示，還是稍微有點點麻煩的：

有了三角函數之后，類似的動畫，可以節省部分代碼實現：

<div></div>

@property --angle {
  syntax: '<angle>';
  inherits: false;
  initial-value: 0deg;
}
.g-single {
    background: #000;
    width: 20px;
    height: 20px;
    border-radius: 50%;
    animation: move 3s infinite linear;
    transform: translate(
        calc(sin(var(--angle)) * 10vmin),
        calc(cos(var(--angle)) * 10vmin)
    );
}
@keyframes move {
    0% {
        --angle: 0deg;
    }
    100% {
        --angle: 360deg;
    }
}

核心就在于 transform: translate(calc(sin(var(--angle)) * 10vmin), calc(cos(var(--angle)) * 10vmin));，簡化一下這段代碼，表達式為：

transform: translate(sinX, conX)，其中 X 為角度變化

如此，我們只需要動態設置 X 從 0deg 到 360deg 的變化即可，就可以得到一個圓形動畫效果：

完整的代碼，你可以戳這里：CodePen Demo -- CSS Cos/Sin Math function - arc animation[3]

基于這個技巧，我們可以嘗試實現一個旋轉的 Loading 動畫，代碼也非常簡單：

<ul>
    <li></li>
    <li></li>
    <li></li>
    <li></li>
    <li></li>
    <li></li>
    <li></li>
    <li></li>
    <li></li>
    <li></li>
</ul>

@property --angle {
  syntax: '<angle>';
  inherits: false;
  initial-value: 0deg;
}
ul {
    position: relative;
}
li {
    position: absolute;
    inset: 0;
    border-radius: 50%;
    animation: move 3s infinite ease-in-out;
    transform: translate(
        calc(sin(var(--angle)) * 60px),
        calc(cos(var(--angle)) * 60px)
    );
}
@for $i from 1 to 11 {
    li:nth-child(#{$i}) {
        animation-delay: #{ $i * -0.15 }s;
        background: #{hsl(100 + $i * 15, 80%, 60%)};
    }
}
@keyframes move {
    0% {
        --angle: 0deg;
    }
    100% {
        --angle: 360deg;
    }
}

借助了 SASS 完成了部分重復性代碼，核心就是讓小圓以不同的速率進行旋轉動畫，結果如下：

完整的代碼，你可以戳這里：CSS Cos/Sin Math function - Loading animation[4]

嘗試使用三角函數實現波浪線

那么，三角函數還有什么作用嗎？

我們來嘗試點新奇的，借助三角函數實現曲線（波浪線）。

對 box-shadow 足夠了解的同學應該知道，box-shadow 是支持多重陰影的，借助這個特性，出現了很多單標簽，借助 box-shadow 來繪圖的案例。

借助三角函數、以及box-shadow 是支持多重陰影的這兩個特性，我們就可以利用它們來實現波浪線。

當然，可以還需要借助 SASS 簡化手動書寫的代碼量。我們來看一個 DEMO：

<div></div>
<div></div>
<div></div>

@function shadowSet($vx, $vy, $color) {
    $shadow: 0 0 0 0 $color;
    @for $i from 0 through 50 {
        $x: calc(2 * sin(#{$i * 15 * 1deg}) * #{$vy});
        $y: $i * $vy;
        $shadow: $shadow, #{$x} #{$y} 0 0 $color;
    }
    @return $shadow;
}
div {
    margin: auto;
    width: 10px;
    height: 10px;
    border-radius: 50%;
    background: #f00;
    box-shadow: shadowSet(3px, 3px, #f00);
}
div:nth-child(2) {
    width: 6px;
    height: 6px;
    background: #fc0;
    box-shadow: shadowSet(3px, 3px, #fc0);
}
div:nth-child(3) {
    width: 4px;
    height: 4px;
    background: #000;
    box-shadow: shadowSet(2px, 2px, #000);
}

這樣，我們就能得到 3 條波浪線：

單獨看其中一個，其實是這樣一坨 box-shadow 代碼：

好吧，這個方法確實一定程度上彌補了之前 CSS 無法有效繪制波浪線的缺陷，但是，缺點也非常明顯，編譯后的代碼量太多了！

完整的代碼，你可以戳這里：CSS Cos/Sin Math And box-shadow[5]

曲線創意構想

有了繪制曲線的能力，我們就能利用它在 CSS 中創造許多有美感、藝術性的效果。

我們可以嘗試使用這些曲線，來制作書簽圖案：

代碼也不復雜，我就不貼完整的代碼了，感興趣的可以戳這里：CodePen Demo - CSS Cos/Sin Math And box-shadow - bookmark[6]

熟悉我的讀者一定對 CSS-doodle 不陌生，袁川[7]老師，也就是 CSS-doodle 庫的作者，在他的 Codepen 首頁背景板中，使用的就是使用了三角函數實現的一副純 CSS 畫作：

Codepen Demo -- border-radius[8]

我之前也嘗試使用三角函數，實現了一副丑一點的：

Codepen Demo -- CSS-Doodle fish & seaweed[9]

總結一下

CSS 原生支持的三角函數，給 CSS 打開了更多的可能性。

但是，我們也必須看到，各種數學函數的增加，導致 CSS 的復雜度也是愈來愈高。CSS 已經不再是非常純粹的負責樣式了，很多時候，很多計算也可以直接在 CSS 當中完成。其中利弊，可能不同的人會有不一樣的看法。至于好壞，交給時間給出答案吧。

好了，本文到此結束，希望對你有幫助 :)

更多精彩 CSS 技術文章匯總在我的 Github -- iCSS[10] ，持續更新，歡迎點個 star 訂閱收藏。

如果還有什么疑問或者建議，可以多多交流，原創文章，文筆有限，才疏學淺，文中若有不正之處，萬望告知。

參考資料

[1]

現代 CSS 解決方案：CSS 數學函數: https://github.com/chokcoco/iCSS/issues/177

[2]

CodePen Demo -- CSS Cos/Sin Math function: https://codepen.io/Chokcoco/pen/dyqggwK

[3]

CodePen Demo -- CSS Cos/Sin Math function - arc animation: https://codepen.io/Chokcoco/pen/jOedxXJ

[4]

CSS Cos/Sin Math function - Loading animation: https://codepen.io/Chokcoco/pen/PoyVyEL

[5]

CSS Cos/Sin Math And box-shadow: https://codepen.io/Chokcoco/pen/oNPaayq

[6]

CodePen Demo - CSS Cos/Sin Math And box-shadow - bookmark: https://codepen.io/Chokcoco/pen/oNamQyr

[7]

袁川: https://codepen.io/yuanchuan/pens/popular?cursor=ZD0xJm89MCZwPTc=

[8]

Codepen Demo -- border-radius: https://codepen.io/yuanchuan/pen/dBroLP

[9]

Codepen Demo -- CSS-Doodle fish & seaweed: https://codepen.io/Chokcoco/pen/WNNLOXV

[10]

Github -- iCSS: https://github.com/chokcoco/iCSS

作者:SbCo

來源:微信公眾號:iCSS前端趣聞

出處:https://mp.weixin.qq.com/s/MbGWvJGZQ3lZEzLZhpGdmA

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