【不规则布局】有意思的六边形动画

收到一个很有意思的提问，如何实现类似如下的背景效果图：

嗯？核心主体是由多个六边形网格叠加形成。

那么我们该如何实现它呢？使用纯 CSS 能够实现吗？

当然可以，下面我们就将尝试如何使用 CSS 去实现这样一个背景效果。

如何绘制六边形？

首先，看到这样一个图形，如果想要使用一个标签完成整个背景，最先想到的肯定是使用背景 background 实现，不过可惜的是，尽管 CSS 中的 background 非常之强大，但是没有特别好的方式让它足以批量生成重复的六边形背景。

因此，在这个需求中，我们可能不得不退而求其次，一个六边形实现使用一个标签完成。

那么，就拿 1 个 DIV 来说，我们有多少实现六边形的方式呢？这里简单介绍 2 种方式：

• 使用 border 实现六边形。
• 使用 clip-path 实现六边形。

使用 border 或者 clip-path 实现六边形

首先，使用 border 实现六边形。这里的核心在于上下两个三角形叠加中间一个矩形。这里，利用元素的两个伪元素实现上下两个三角形，从而让这个元素看起来像一个六边形。

思路比较简单，直接上代码：

.hexagon {
  position: relative;
  width: 200px;
  height: 100px;
  background-color: red;
}
.hexagon:before,
.hexagon:after {
  content: "";
  position: absolute;
  width: 0;
  height: 0;
  border-left: 100px solid transparent;
  border-right: 100px solid transparent;
}
.hexagon:before {
  bottom: 100%;
  border-bottom: 50px solid red;
}
.hexagon:after {
  top: 100%;
  border-top: 50px solid red;
}

上面的代码会创建一个宽度为 200 像素，高度为 100 像素的六边形，其中由两个三角形和一个矩形组成。使用伪元素的优点是可以很方便地控制六边形的大小、颜色等样式。

当然，上述的代码不是一个正六边形，这是因为正六边形中，元素的高是元素的宽的 1.1547 倍。

并且，上述的方式也稍微复杂了点，因此，在今天，我们更推荐使用 clip-path 的方式去实现一个六边形：

.clippath {
    --w: 100px;
    width: var(--w);
    height: calc(var(--w) * 1.1547);
    clip-path: polygon(0% 25%, 0% 75%, 50% 100%, 100% 75%, 100% 25%, 50% 0%);
    background: deeppink;
    margin: auto;
}

这样，基于 clip-path，也能快速得到一个六边形图形：

CodePen Demo -- Two ways to achieve a hexagon

绘制多个六边形背景

好了，有了上一步的铺垫之后，接下来我们要做的，就是绘制多个六边形，组成背景。

但是我们仔细观察一下由多个六边形组成的背景，会发现每双数行的的六边形，需要向右侧有一个明显的缩进，宽度大概为单个六边形的宽度的一半：

这里其实是一个非常棘手的问题。首先，我们会想到这样一种解决方案：

1. 每一行为一组，设置一个父 div 容器，填满六边形元素，设置元素不换行。
2. 给偶数行设置一个固定的margin-left。

基于这个策略，我们的代码，大概会是这样：

<div class="container">
    <div class="wrap">
    // ... 填满六边形
    </div>
    <div class="wrap" style="margin-left: 25px">
    // ... 填满六边形
    </div>
    <div class="wrap">
    // ... 填满六边形
    </div>
    <div class="wrap" style="margin-left: 25px">
    // ... 填满六边形
    </div>
</div>

可以看到，我们给偶数行，都添加了一个 margin-left。

但是这个代码，会有几个问题：

1. 我们的页面宽度不一定是固定的，那么每一行设置多少个子六边形元素比较合适呢？设置多了势必会带来浪费，少了又无法满足需求。
2. 多了一层嵌套，代码逻辑更为复杂。

什么意思呢？也就是效果可能在屏幕非常宽的情况下，失效。

看看，正常情况，我们设置了每行 20 个六边形，下图是正常的。

但是如果我们的屏幕特别宽，那么，可能会得到这样一种效果：

因此，这种方式存在非常大的弊端，我们希望能有一整布局方式，能够满足我们如下两个诉求：

1. 所有六边形代码写在一个父容器下。
2. 这个弹性布局中，第二行的元素最左边，能够实现固定一个缩进。

仔细思考一下，CSS 中有能够实现类似布局的方法么？

妙用 shape-outside 实现隔行错位布局

有的！在 CSS 中，有一个神奇的元素能够让元素以非直线形式排布。它就是 shape-outside！

如果你对 shape-outside 不太了解，也可以先看看我的这篇文章 -- 奇妙的 CSS shapes

shape-outside 是 CSS 中的一个属性，用于控制元素的浮动方式。它允许你定义一个元素浮动时周围元素的形状。例如，你可以使用 shape-outside 属性来定义一个元素浮动时周围元素的形状为圆形、六边形等。

它和 clip-path 的语法非常类似，很容易触类旁通。看看实例，更易理解：

假设我们有下面这样的结构存在：

<div class="container">
    <div class="shape-outside">
      <img src="image.png">
    </div>
    xxxxxxxxxxx，文字描述，xxxxxxxxx
</div>

定义如下 CSS：

.shape-outside {
    width: 160px;
    height: 160px;
    shape-outside: circle(80px at 80px 80px);
    float: left;
}

注意，上面 .shape-outside 使用了浮动，并且定义了 shape-outside: circle(80px at 80px 80px) ，表示在元素的 (80px, 80px) 坐标处，生成一个 80px 半径的圆。

如此，将会产生一种图文混排的效果：

CodePen Demo -- 图文混排 shape-outside

总得来说，shape-outside 有两个核心特点：

1. shape-outside 属性仅在元素定义了 float 属性且不为 none 时才会生效。
2. 它能够实现了文字根据图形的轮廓，在其周围排列。

shape-outside 的本质

划重点，划重点，划重点。

所以，shape-outside 的本质其实是生成几何图形，并且裁剪掉其几何图形之外周围的区域，让内容能排列在这些被裁剪区域之内。

所以，了解了这个本质之后，我们再将他运用在上面的六边形布局之中。

为了方便理解，我们首先使用文字代替上面的六边形，假设我们有这样一段文本内容：

<p>
Lorem ipsum dolor sit amet conse...
</p>

p {
    line-height: 36px;
    font-size: 24px;
}

非常平平无奇的一段代码，效果如下：

现在，我们想利用 shape-outside，让文本内容的偶数行，向内缩进 24px，怎么实现呢？非常简单：

p {
    position: relative;
    line-height: 36px;
    font-size: 24px;

    &::before {
        content: "";
        height: 100%;
        width: 24px;
        shape-outside: repeating-linear-gradient(
            transparent 0,
            transparent 36px,
            #000 36px,
            #000 72px
        );
        float: left;
    }
}

这样，我们就实现了文字隔行缩进 24px 的效果：

一定有小伙伴会很好奇，为什么呢？核心在于我们利用元素的伪元素实现了一个 shape-outside 图形，如果我们把这个图形用 background 绘制出来，其实它长这样：

p {
    position: relative;
    line-height: 36px;
    font-size: 24px;

    &::before {
        content: "";
        height: 100%;
        width: 24px;
        shape-outside: repeating-linear-gradient(
            transparent 0,
            transparent 36px,
            #000 36px,
            #000 72px
        );
        float: left;
        background: repeating-linear-gradient(
            transparent 0,
            transparent 36px,
            #f00 36px,
            #f00 72px
        );
    }
}

效果如下：

因为文本的行高是 36px，这样我们以 72 为一段，每 36px 绘制一段透明，另外 36px 绘制一段宽为 24px 的内容，这样，结合 shape-outside 的特性，我们就实现了隔行将内容向里面挤 24px 的效果！

非常的 Amazing 的技巧！完整的代码你可以戳这里：

CodePen Demo -- Shape-outside achieves even line indentation。

基于这个技巧，我们就可以实现上述我们想要的效果了。我们回到正题，重新实现一个充满六边形的背景：

<ul class="wrap">
  <li></li>
  //... 非常多个 li
<ul>

:root {
  --s: 50px;  /* size  */
  --m: 4px;    /* margin */
  --perHeight: calc(calc(var(--s) * 2 * 1.1547) + calc(var(--m) * 4) - 0.4px)
}

.wrap {
    position: relative;
    height: 100%;
    font-size: 0;

    &::before {
        content: "";
        height: 100%;
        width: 27px;
        shape-outside: repeating-linear-gradient(
            transparent 0,
            transparent 70px,
            #000 70px,
            #000 var(--perHeight)
        );
        float: left;
    }
}

li {
    width: var(--s);
    height: calc(var(--s) * 1.1547); 
    background: #000;
    clip-path: polygon(0% 25%, 0% 75%, 50% 100%, 100% 75%, 100% 25%, 50% 0%);
    margin: var(--m);
    display: inline-block;
}

借助 shape-outside，我们就实现了隔行让我们的六边形向内缩进的诉求！效果如下：

当然，有一些优化点：

1. 为了让两边不那么空，我们可以让整个容器更宽一点，譬如宽度为父元素的120%，然后水平居中，这样，两侧的留白就解决了。
2. 让两行直接贴紧，可以设置一个margin-bottom。

做完这两点优化之后，效果如下：

可以做到任意屏幕宽度下的六边形完美平铺布局：

完整的代码你可以戳这里：CodePen Demo -- Hexagon Layout。

配置上色彩变换

有了上述的铺垫后，要实现文章一开头的效果就不难了。

是的，我们要实现这样一个效果：

如何让它们动态的实现颜色变换呢？是给每一个六边形一个单独的颜色，然后进行动画吗？不，借助混合模式，我们可以非常快速的实现不同的颜色值。

首先，我们将上述效果，改成白底黑色六边形色块：

然后，利用父容器剩余的一个伪元素，我们叠加一层渐变层上去：

.wrap {
    position: relative;
    // 代码与上述保持一致

    &::before {
        content: "";
        // ... 实现 shape-outside 功能，代码与上述保持一致
    }
    
    &::after {
        content: "";
        position: absolute;
        inset: 0;
        background: linear-gradient(45deg, #f44336, #ff9800, #ffe607, #09d7c4, #1cbed3, #1d8ae2, #bc24d6);
    }
}

这样，我们就叠加了一层渐变色彩层在原本的六边形背景之上：

接着，只需要一个混合模式 mix-blend-mode: darken，就能实现六边形色块与上层渐变颜色的融合效果：

.wrap {
    position: relative;
    // 代码与上述保持一致

    &::before {
        content: "";
        // ... 实现 shape-outside 功能，代码与上述保持一致
    }
    
    &::after {
        content: "";
        position: absolute;
        inset: 0;
        background: linear-gradient(45deg, #f44336, #ff9800, #ffe607, #09d7c4, #1cbed3, #1d8ae2, #bc24d6);
        z-index: 1;
      + mix-blend-mode: darken;
    }
}

效果如下：

好， 我们再给上层的渐变色块，添加一个 filter: hue-rotate() 动画，实现色彩的渐变动画：

.wrap {
    position: relative;
    // 代码与上述保持一致

    &::before {
        content: "";
        // ... 实现 shape-outside 功能，代码与上述保持一致
    }
    
    &::after {
        content: "";
        position: absolute;
        inset: 0;
        background: linear-gradient(45deg, #f44336, #ff9800, #ffe607, #09d7c4, #1cbed3, #1d8ae2, #bc24d6);
        z-index: 1;
        mix-blend-mode: darken;
      + animation: change 10s infinite linear;
    }
}
@keyframes change {
    100% {
        filter: hue-rotate(360deg);
    }
}

这样，我们就完美的实现了我们想要的效果：

完整的代码，你可以戳这里：CodePen Demo -- Hexagon Gradient Layout。

扩展延伸

当然，有了这个基础图形之后，其实我们可以基于这个图形，去做非常多有意思的效果。

下面我是尝试的一些效果示意，譬如，我们可以将颜色放置在六边形背景的下方，制作这样一种效果：

CodePen Demo -- Hexagon Gradient Layout。

配合 mask 的蒙版效果及鼠标定位，我们还能实现这样一种有趣的交互效果：

CodePen Demo -- Hexagon Gradient & MASK Layout。

当然，3D 效果也不在话下：

CodePen Demo -- 3D Hexagon Gradient Layout

最后

好了，本文到此结束，希望本文对你有所帮助 :)

参考资料

[1]CodePen Demo -- Two ways to achieve a hexagon: https://codepen.io/pen?template=YzvPXaQ​。

[2]奇妙的 CSS shapes: https://github.com/chokcoco/iCSS/issues/18​。

[3]CodePen Demo -- 图文混排 shape-outside: https://codepen.io/Chokcoco/pen/owxedZ​。

[4]CodePen Demo -- Shape-outside achieves even line indentation: https://codepen.io/Chokcoco/pen/bGKzLxP​。

[5]CodePen Demo -- Hexagon Layout: https://codepen.io/Chokcoco/pen/QWxYmyy​。

[6]CodePen Demo -- Hexagon Gradient Layout: https://codepen.io/Chokcoco/pen/qBKgpVE?editors=1100​。

[7]CodePen Demo -- Hexagon Gradient Layout: https://codepen.io/Chokcoco/pen/yLEZqjo​。

[8]CodePen Demo -- Hexagon Gradient & MASK Layout: https://codepen.io/Chokcoco/pen/ExRrpep​。

[9]CodePen Demo -- 3D Hexagon Gradient Layout: https://codepen.io/Chokcoco/pen/MWXLqyX​。

[10]Github -- iCSS: https://github.com/chokcoco/iCSS​。