3D 穿梭效果？使用 CSS 轻松搞定

[[433718]]

背景

周末在家习惯性登陆 Apex，准备玩几盘。在登陆加速器的过程中，发现加速器到期了。

我一直用的腾讯网游加速器，然而点击充值按钮，提示最近客户端升级改造，暂不支持充值(这个操作把我震惊了~)。只能转头下载**网易 UU 加速器**[1]。

打开 UU 加速器首页，映入眼帘的是这样一幅画面：

[[433719]]

瞬间，被它这个背景图吸引。

出于对 CSS 的敏感，盲猜了一波这个是用 CSS 实现的，至少也应该是 Canvas。打开控制台，稍微有点点失望，居然是一个 .mp4文件：

再看看 Network 面板，这个 .mp4 文件居然需要 3.5M?

emm，瞬间不想打游戏了。这么个背景图，CSS 不能搞定么?

使用 CSS 3D 实现星际 3D 穿梭效果

这个技巧，我在 奇思妙想 CSS 3D 动画 | 仅使用 CSS 能制作出多惊艳的动画?[2] 也有提及过，感兴趣的可以一并看看。

假设我们有这样一张图形：

这张图先放着备用。在使用这张图之前，我们会先绘制这样一个图形：

<div class="g-container"> 
  <div class="g-group"> 
      <div class="item item-right"></div> 
      <div class="item item-left"></div>    
      <div class="item item-top"></div> 
      <div class="item item-bottom"></div>  
      <div class="item item-middle"></div>     
  </div> 
</div> 

body { 
  background: #000; 
} 
.g-container { 
  position: relative; 
} 
.g-group { 
  position: absolute; 
  width: 100px; 
  height: 100px; 
  left: -50px; 
  top: -50px; 
  transform-style: preserve-3d; 
} 
.item { 
  position: absolute; 
  width: 100%; 
  height: 100%; 
  background: rgba(255, 255, 255, .5); 
} 
.item-right { 
  background: red; 
  transform: rotateY(90deg) translateZ(50px); 
} 
.item-left { 
  background: green; 
  transform: rotateY(-90deg) translateZ(50px); 
} 
.item-top { 
  background: blue; 
  transform: rotateX(90deg) translateZ(50px); 
} 
.item-bottom { 
  background: deeppink; 
  transform: rotateX(-90deg) translateZ(50px); 
} 
.item-middle { 
  background: rgba(255, 255, 255, 0.5); 
  transform: rotateX(180deg) translateZ(50px); 
} 

一共设置了 5 个子元素，不过仔细看 CSS 代码，其中 4 个子元素都设置了 rotateX/Y(90deg/-90deg)，也就是绕 X 轴或者 Y 轴旋转了 90°，在视觉上是垂直屏幕的一张平面，所以直观视觉上我们是不到的，只能看到一个平面 .item-middle。

我将 5 个子 item 设置了不同的背景色，结果如下：

现在看来，好像平平无奇，确实也是。

不过，见证奇迹的时候来了，此时，我们给父元素 .g-container 设置一个极小的 perspective，譬如，设置一个 perspective: 4px，看看效果：

.g-container { 
  position: relative; 
+ perspective: 4px; 
} 
// ...其余样式保持不变 

此时，画风骤变，整个效果就变成了这样：

由于 perspective 生效，原本的平面效果变成了 3D 的效果。接下来，我们使用上面准备好的星空图，替换一下上面的背景颜色，全部都换成同一张图，神奇的事情发生了：

由于设置的 perspective 非常之小，而每个 item 的 transform: translateZ(50px) 设置的又比较大，所以图片在视觉上被拉伸的非常厉害。但是整体是充满整个屏幕的。

接下来，我们只需要让视角动起来，给父元素增加一个动画，通过控制父元素的 translateZ() 进行变化即可：

.g-container{ 
  position: relative; 
  perspective: 4px; 
  perspective-origin: 50% 50%; 
} 
 
.g-group{ 
  position: absolute; 
  // ... 一些定位高宽代码 
  transform-style: preserve-3d; 
  + animation: move 8s infinite linear; 
} 
 
@keyframes move { 
  0%{ 
    transform: translateZ(-50px) rotate(0deg); 
  } 
  100%{ 
    transform: translateZ(50px) rotate(0deg); 
  } 
} 

看看，神奇美妙的星空穿梭的效果就出来了，Amazing：

美中不足之处在于，动画没能无限衔接上，开头和结尾都有很大的问题。

当然，这难不倒我们，我们可以：

1. 通过叠加两组同样的效果，一组相对另一组通过负的 animation-delay 提前行进，使两组动画衔接起来(一组结束的时候另外一组还在行进中)
2. 再通过透明度的变化，隐藏掉 item-middle 迎面飞来的突兀感
3. 最后，可以通过父元素的滤镜 hue-rotate 控制图片的颜色变化

我们尝试修改 HTML 结构如下：

<div class="g-container"> 
  <div class="g-group"> 
      <div class="item item-right"></div> 
      <div class="item item-left"></div>    
      <div class="item item-top"></div> 
      <div class="item item-bottom"></div>  
      <div class="item item-middle"></div>     
  </div> 
  <!-- 增加一组动画 --> 
  <div class="g-group"> 
      <div class="item item-right"></div> 
      <div class="item item-left"></div>    
      <div class="item item-top"></div> 
      <div class="item item-bottom"></div>    
      <div class="item item-middle"></div>     
  </div> 
</div> 

修改后的核心 CSS 如下：

.g-container{ 
  perspective: 4px; 
  position: relative; 
  // hue-rotate 变化动画，可以让图片颜色一直变换 
  animation: hueRotate 21s infinite linear; 
} 
 
.g-group{ 
  transform-style: preserve-3d; 
  animation: move 12s infinite linear; 
} 
// 设置负的 animation-delay，让第二组动画提前进行 
.g-group:nth-child(2){ 
  animation: move 12s infinite linear; 
  animation-delay: -6s; 
} 
.item { 
  background: url(https://z3.ax1x.com/2021/08/20/fLwuMd.jpg); 
  background-size: cover; 
  opacity: 1; 
  // 子元素的透明度变化，减少动画衔接时候的突兀感 
  animation: fade 12s infinite linear; 
  animation-delay: 0; 
} 
.g-group:nth-child(2) .item { 
  animation-delay: -6s; 
} 
@keyframes move { 
  0%{ 
    transform: translateZ(-500px) rotate(0deg); 
  } 
  100%{ 
    transform: translateZ(500px) rotate(0deg); 
  } 
} 
@keyframes fade { 
  0%{ 
    opacity: 0; 
  } 
  25%, 
  60%{ 
    opacity: 1; 
  } 
  100%{ 
    opacity: 0; 
  } 
} 
@keyframes hueRotate { 
  0% { 
    filter: hue-rotate(0); 
  } 
  100% { 
    filter: hue-rotate(360deg); 
  } 
} 

最终完整的效果如下，星空穿梭的效果，整个动画首尾相连，可以一直无限下去，几乎没有破绽，非常的赞：

上述的完整代码，你可以猛击这里：CSS 灵感 -- 3D 宇宙时空穿梭效果[3]

这样，我们就基本还原了上述见到的网易 UU 加速器首页的动图背景。

更进一步，一个图片我都不想用

当然，这里还是会有读者吐槽，你这里不也用了一张图片资源么?没有那张星空图行不行?这张图我也懒得去找。

当然可以，CSS YYDS。这里我们尝试使用 box-shadow，去替换实际的星空图，也是在一个 div 标签内实现，借助了 SASS 的循环函数：

<div></div> 

@function randomNum($max, $min: 0, $u: 1) { 
 @return ($min + random($max)) * $u; 
} 
 
@function randomColor() { 
    @return rgb(randomNum(255), randomNum(255), randomNum(255)); 
} 
 
@function shadowSet($maxWidth, $maxHeight, $count) { 
    $shadow : 0 0 0 0 randomColor(); 
     
    @for $i from 0 through $count {          
        $x: #{random(10000) / 10000 * $maxWidth}; 
        $y: #{random(10000) / 10000 * $maxHeight}; 
 
         
        $shadow: $shadow, #{$x} #{$y} 0 #{random(5)}px randomColor(); 
    } 
     
    @return $shadow; 
} 
 
body { 
    background: #000; 
} 
 
div { 
    width: 1px; 
    height: 1px; 
    border-radius: 50%; 
    box-shadow: shadowSet(100vw, 100vh, 500); 
} 

这里，我们用 SASS 封装了一个函数，利用多重 box-shadow 的特性，在传入的大小的高宽内，生成传入个数的点。

这样，我们可以得到这样一幅图，用于替换实际的星空图：

我们再把上述这个图，替换实际的星空图，主要是替换 .item 这个 class，只列出修改的部分：

// 原 CSS，使用了一张星空图 
.item { 
  position: absolute; 
  width: 100%; 
  height: 100%; 
  background: url(https://z3.ax1x.com/2021/08/20/fLwuMd.jpg); 
  background-size: cover; 
  animation: fade 12s infinite linear; 
} 
 
// 修改后的 CSS 代码 
.item { 
  position: absolute; 
  width: 100%; 
  height: 100%; 
  background: #000; 
  animation: fade 12s infinite linear; 
} 
.item::after { 
  content: ""; 
  position: absolute; 
  top: 0; 
  left: 0; 
  right: 0; 
  bottom: 0; 
  width: 1px; 
  height: 1px; 
  border-radius: 50%; 
  box-shadow: shadowSet(100vw, 100vh, 500); 
} 

这样，我们就实现了这样一个效果，在不借助额外资源的情况下，使用纯 CSS 实现上述效果：

CodePen Demo -- Pure CSS Galaxy Shuttle 2[4]

通过调整动画的时间，perspective 的值，每组元素的 translateZ() 变化距离，可以得到各种不一样的观感和效果，感兴趣的读者可以基于我上述给的 DEMO 自己尝试尝试。

最后

好了，本文到此结束，希望本文对你有所帮助 :)

如果还有什么疑问或者建议，可以多多交流，原创文章，文笔有限，才疏学浅，文中若有不正之处，万望告知。

参考资料

[1]网易 UU 加速器:

https://uu.163.com/

[2]奇思妙想 CSS 3D 动画 | 仅使用 CSS 能制作出多惊艳的动画?:

https://github.com/chokcoco/iCSS/issues/132

[3]CSS 灵感 -- 3D 宇宙时空穿梭效果:

https://csscoco.com/inspiration/#/./3d/3d-css-galaxy-shuttle

[4]CodePen Demo -- Pure CSS Galaxy Shuttle 2:

https://codepen.io/Chokcoco/pen/NWvYOqW