在 CSS 中,存在许多数学函数,这些函数能够通过简单的计算操作来生成某些属性值,例如 :
在现代 CSS 解决方案:CSS 数学函数一文中,我们详细介绍了
四个数学函数。
而本文,将给大家介绍一下最近各大浏览器也逐渐开始原生支持的三角函数:
首先,我们来看看 CSS 三角函数的使用方式:
.box { /* 设置元素的宽度为 sin(30deg) 的值 */ width: calc(sin(30deg) * 100px); /* 设置元素的高度为 cos(45deg) 的值 */ height: calc(cos(45deg) * 100%); /* 设置元素的透明度为 tan(60deg) 的值 */ opacity: calc(tan(60deg)); }
上述代码中,我们使用了 calc() 函数进行了计算,然后通过 sin()、cos() 和 tan() 函数对计算结果进行了进一步的处理,从而实现了不同的效果。
需要注意的是,三角函数在 CSS3 中仅对弧度(radian)单位进行支持。如果想要在开发中使用三角函数,可以借助转换函数 deg() 和 rad() 将角度(degree)和弧度进行转换。
CSS3 的这些函数使得开发者可以更加方便处理一些复杂的数学问题,增强了 CSS 的表现力。
三角函数的运用,更多的是在动画当中。以正弦、余弦函数为例,其图形如下:
我们通过一个简单的例子,还原三角函数的图形,以此来感受三角函数的作用。首先,我们实现一个黑色圆球:
<div class='g-single'></div>
.g-single { width: 20px; height: 20px; background: #000; border-radius: 50%; }
效果如下:
我们可以通过 transfrom
,借助 CSS @property 属性,来构造一个三角函数的使用场景:
.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; } }
上述的核心在于这一段代码 -- transform: translate(calc(var(--dis) - 40vw), calc(5 * sin(var(--angle)) * 1em))
,内部使用了两个 CSS @property 变量:
0px
到 80vw
的水平位移动画5 * sin(0deg) * 1em
到 5 * sin(1080deg) * 1em
的竖直动画通过动画,动态的修改这两个变量的值,我们就可以得到一个三角函数曲线动画图形:
如果我们,设定多个一模一样的小球,同一个运动轨迹,设定不同的 animation-delay
,效果会上怎么样呢?
<ul class="g-multi"> <li> </li> // ... 一共 80 个 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; } }
这样,就得到了这么一个动画,非常的类似三角函数动画的曲线:
完整的代码,你可以戳这里:CodePen Demo -- CSS Cos/Sin Math function
在之前,我们想实现一个圆弧动画,如下所示,还是稍微有点点麻烦的:
有了三角函数之后,类似的动画,可以节省部分代码实现:
<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));
,简化一下这段代码,表达式为:
transform: translate(sinX, conX)
,其中 X 为角度变化如此,我们只需要动态设置 X 从 0deg
到 360deg
的变化即可,就可以得到一个圆形动画效果:
完整的代码,你可以戳这里:CodePen Demo -- CSS Cos/Sin Math function - arc animation
基于这个技巧,我们可以尝试实现一个旋转的 Loading 动画,代码也非常简单:
<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 + $i * 15, 80%, 60%)}; } } @keyframes move { 0% { --angle: 0deg; } 100% { --angle: 360deg; } }
借助了 SASS 完成了部分重复性代码,核心就是让小圆以不同的速率进行旋转动画,结果如下:
完整的代码,你可以戳这里:CSS Cos/Sin Math function - Loading animation
那么,三角函数还有什么作用吗?
我们来尝试点新奇的,借助三角函数实现曲线(波浪线)。
对 box-shadow
足够了解的同学应该知道,box-shadow
是支持多重阴影的,借助这个特性,出现了很多单标签,借助 box-shadow
来绘图的案例。
借助三角函数、以及box-shadow
是支持多重阴影的这两个特性,我们就可以利用它们来实现波浪线。
当然,可以还需要借助 SASS 简化手动书写的代码量。我们来看一个 DEMO:
<div></div> <div></div> <div></div>
@function shadowSet($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); }
这样,我们就能得到 3 条波浪线:
单独看其中一个,其实是这样一坨 box-shadow
代码:
好吧,这个方法确实一定程度上弥补了之前 CSS 无法有效绘制波浪线的缺陷,但是,缺点也非常明显,编译后的代码量太多了!
完整的代码,你可以戳这里:CSS Cos/Sin Math And box-shadow
有了绘制曲线的能力,我们就能利用它在 CSS 中创造许多有美感、艺术性的效果。
我们可以尝试使用这些曲线,来制作书签图案:
代码也不复杂,我就不贴完整的代码了,感兴趣的可以戳这里:CodePen Demo - CSS Cos/Sin Math And box-shadow - bookmark
熟悉我的读者一定对 CSS-doodle 不陌生,袁川老师,也就是 CSS-doodle 库的作者,在他的 Codepen 首页背景板中,使用的就是使用了三角函数实现的一副纯 CSS 画作:
Codepen Demo -- border-radius
我之前也尝试使用三角函数,实现了一副丑一点的:
Codepen Demo -- CSS-Doodle fish 🐟 & seaweed🍀
CSS 原生支持的三角函数,给 CSS 打开了更多的可能性。
但是,我们也必须看到,各种数学函数的增加,导致 CSS 的复杂度也是愈来愈高。CSS 已经不再是非常纯粹的负责样式了,很多时候,很多计算也可以直接在 CSS 当中完成。其中利弊,可能不同的人会有不一样的看法。至于好坏,交给时间给出答案吧。
好了,本文到此结束,希望对你有帮助 😃
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