现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

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所属分类:Web前端
摘要

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 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 :

  • calc():用于计算任意长度、百分比或数值型数据,并将其作为 CSS 属性值。
  • min() 和 max():用于比较一组数值中的最大值或最小值,也可以与任意长度、百分比或数值型数据一同使用。
  • clamp():用于将属性值限制在一个范围内,支持三个参数:最小值、推荐值和最大值。

现代 CSS 解决方案:CSS 数学函数一文中,我们详细介绍了

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

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:

  • sin()
  • cos()
  • tan()

CSS 三角函数语法介绍

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。

三角函数的运动轨迹

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:

现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

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:

现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

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:

  1. x 轴方向是 0px80vw 的水平位移动画
  2. y 轴方向是 5 * sin(0deg) * 1em5 * 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:

现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

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:

现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

完整的代码,你可以戳这里:CodePen Demo -- CSS Cos/Sin Math function

快速实现圆弧轨迹动画

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:

现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

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 0deg360deg 的变化即可,就可以得到一个圆形动画效果:

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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:

现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

完整的代码,你可以戳这里:CSS Cos/Sin Math function - Loading animation

尝试使用三角函数实现波浪线

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)。

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:

现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

单独看其中一个,其实是这样一坨 box-shadow 代码:

现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

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

曲线创意构想

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:

现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

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:

现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

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:

现代 CSS 解决方案:CSS 原生支持的三角函数

Codepen Demo -- CSS-Doodle fish ? & seaweed?

总结一下

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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