java3d box 坐标,3d transform的坐标空间及位置
css里的3d理念
使用css3的3d transform，就可以在平面的網頁里添加炫酷的三維視覺效果，這很令人愉悅。
需要注意的是，3d transform只是css的一部分，它并不是一個三維引擎(3d engine)。三維引擎一般是這樣的(游戲引擎Unity3D)：
包括JavaScript 3D庫three.js在內，簡單來說，它們這些可以稱為三維引擎的，都會包括：
獨立的三維坐標系統。
幾何圖形和材質貼圖。
光照和攝像機。
3d transform和它們相比起來，是缺少這些內容的。畢竟，css的關注點是網頁樣式，而不是創建虛擬空間。
盡管3d transform的三維空間能力有所不足，但它仍然可以創建出很棒的三維效果。這就需要我們開發者來用心了。
在下面的內容開始之前，如果你還對perspective等3d transform相關的css屬性完全不了解，可以閱讀我以前寫的css三維變換的文章。
3d transform的坐標系統
我們很熟悉的網頁是平面的，一個DOM元素，比如一個
，它會有一個初始坐標系(initial coordinate system)：每一個DOM元素都有一個這樣的初始坐標系。其中，原點位于元素的左上角，z軸指向觀察者(也就是屏幕外的我們)。初始坐標系的z軸并不算是三維空間，而是像z-index那樣作為參照，決定網頁元素的繪制順序，繪制順序靠后的元素將覆蓋繪制順序靠前的。
在使用transform的時候，情況則有所不同。transform所參照的并不是初始坐標系，而是一個新的坐標系：
transform所用的這個坐標系，相比初始坐標系，x、y、z軸的指向都不變，只是原點位置移動到了元素的正中心。如果想要改變這個坐標系的原點位置，使用transform-origin。transform-origin的默認值是50% 50%，因此，默認情況下，transform坐標系的原點位于元素中心。
transform的順序
我們都可能像transform: rotateY(45deg) translateX(100px);這樣使用多個變換函數。這種時候，需要意識到變換函數的順序。這是因為，每一個變換函數不僅改變了元素，同時也會改變和元素關聯的transform坐標系，當變換函數依次執行時，后一個變換函數總是基于前一個變換后的新transform坐標系。
例如，下面一個包含兩個變換函數的transform的效果(gif)：
如果交換這兩個變換函數的順序，是這樣的效果：
可以看到，由于坐標系會隨著每一次變換發生改變，因此不同順序的情況下，元素最終的位置也不同。
對此還有一種解釋，即變換函數是通過數學上的矩陣乘法運算完成的，而矩陣的乘法是不滿足交換律的。任意坐標空間內的變換函數或者變換函數的組合，都可以轉換為一個矩陣(還有一個矩陣小工具可以幫你做這個轉換)。
創建三維物體
前面已經提到，3d transform并沒有像三維引擎那樣為你創建三維場景提供全面的資源。因此，就以創建一個三維物體來說，我們只能利用網頁目前已有的內容，自己想辦法。
在網頁里，你并不能直接定義一系列坐標為(x, y, z)的空間中的點，然后基于這些點來生成三維圖形。網頁里有的，是平面圖形。不管是
還是其他html元素，它們都是平的，沒有厚度，像紙片一樣。但紙片就可以搭東西，所以，一個DOM元素用作三維物體的一個“面”，把這些“面”有序地組織起來，得到的就是三維物體了！事實上，在三維引擎里，三維物體也不是實體，它們都是由一系列平面(多邊形)所圍成的(并可以在平面上添加紋理和貼圖)。
正方體
現在來做一個正方體，現在先不用考慮perspective。正方體有六個面，然后需要用一個元素來裝這六個面，所以html是：
123456對應的css是(邊長120px，省略瀏覽器私有前綴，后文同)：
.cube{
position: absolute;
transform-style: preserve-3d;
}
.cube .surface{
position: absolute;
width: 120px;
height: 120px;
border: 1px solid #ccc;
background: rgba(255,255,255,0.8);
box-shadow: inset 0 0 20px rgba(0,0,0,0.2);
line-height: 120px;
text-align: center;
color: #333;
font-size: 100px;
}
.cube .surface-1 {
transform: translateZ(60px);
}
.cube .surface-2 {
transform: rotateY(90deg) translateZ(60px);
}
.cube .surface-3 {
transform: rotateX(90deg) translateZ(60px);
}
.cube .surface-4 {
transform: rotateY(180deg) translateZ(60px);
}
.cube .surface-5 {
transform: rotateY(-90deg) translateZ(60px);
}
.cube .surface-6 {
transform: rotateX(-90deg) translateZ(60px);
}
其中，transform-style: preserve-3d;保證所有子元素都處于同一個三維空間(這里是三維渲染上下文3D rendering context)內，也就是告訴瀏覽器你是想用這些元素做一個三維場景，而不僅僅只是要單個元素的簡單三維效果。
position: absolute;是一個習慣做法，因為三維物體并不符合一般平面網頁內容的排版，所以我們會比較多地希望它不要占據布局空間。
6個面位置都不一樣，但卻都有translateZ(60px);，你已經知道這是因為巧妙搭配了在它之前的變換函數。
一旦構成正方體的6個div.surface的位置確定后，就可以操作它們的父元素div.cube來整體移動、旋轉這個正方體。
將三維物體添加到可視區域
只是有了這樣的一個三維物體，我們就可以說有了一個三維場景了。但是，三維場景和平面圖不同，比如這個正方體，我從不同的位置，不同的角度去觀察它，我眼里看到的都是不一樣的：
那么，這樣的三維場景要如何呈現在平面的網頁里呢？
這就是三維引擎里的攝像機的概念來源了。就像電影里表現同一個場景會用不同的鏡頭那樣，我們需要定義場景里的攝像機來生成最終呈現在屏幕里的二維畫面。比如three.js里的攝像機是這樣的感覺：
這個圖里標明的是攝像機定義時使用的參數，其中包括視野范圍，圖像寬高比等。可以感受到還是有很多內容的。
相比之下，網頁里的三維場景攝像機就弱多了，你需要用的是perspective和perspective-origin。
perspective定義攝像機(也就是作為觀眾的我們)到屏幕的距離，perspective-origin定義攝像機觀察到的畫面中的滅點(vanishing point)的位置。雖然它們并不能方便地讓你直接定義攝像機的位置和觀察角度等，但只要適當地應用它們，是可以一定程度上控制攝像機的畫面效果的。
控制攝像機畫面
網頁里的攝像機一般是這樣用的：
.camera{
position: relative;
perspective: 1200px;
perspective-origin: 50% 50%;
transform-style: preserve-3d;
}
在網頁里，無論你搭建了怎樣的三維場景，只要你希望它顯示出來，就應該像這樣把構成場景的三維物體都放在一個容器元素里，然后為容器元素添加攝像機屬性(perspective和perspective-origin)。
此外，還需要注意添加transform-style: preserve-3d;以保證多個三維物體都位于同一空間(這樣才有三維引擎的味道，對吧？)。
下面這個場景里有三個正方體，然后攝影師正在做彈跳練習(限支持3d transform的瀏覽器)：
這段動作的動畫代碼是這樣：
.camera{
animation: cameraMove 2s ease-out infinite alternate both;
}
@keyframes cameraMove{
0%{
perspective-origin: 50% 180px;
}
100%{
perspective-origin: 50% -200px;
}
}
可以看出，perspective-origin雖然是指三維透視的滅點的位置，但它的確和我們理解的攝像機的位置是緊密關聯的。如果攝像機在空間里的位置是(x, y, z)的話，perspective-origin的兩個值有一點像指定x和y的感覺。這里只說“有一點像”，是因為滅點位置和攝像機的位置畢竟是不同的概念，這可能還需要多看一些三維空間來體會。
那么，在上面的例子中，攝影師不只是這樣跳起來，而是想要向更深處前進，應該怎么做呢？
答案是，在網頁里，你不能這樣移動攝像機，你需要換一個思路，參照相對運動的關系，改為讓整個三維場景向你移動。不過，說到這里，前面提到的攝像機的另一個屬性，perspective，為什么它不行呢？
perspective代表攝像機距離屏幕的距離，看上去和z軸深度非常近似。但是，它并不等同于攝像機的z坐標位置(perspective還只能取正值)，而是會影響攝像機本身的其他屬性。下面用這個圖說明perspective的值變化的效果(修改自w3c的配圖)：
圖中d1和d2分別表示兩個不同的perspective的值，其中d2小于d1。然后，你會驚奇地發現，一個原本位于屏幕之后(z坐標為負值)的物體，竟然是隨著“走近”而變得更小了！顯然，這不符合我們在三維空間里運動的基本感受。其原因是，網頁的三維投影平面是固定的，perspective在改變攝像機的位置的同時，也同時改變了攝像機本身的其他屬性(類似前面的three.js的攝像機那張圖里的各種參數)。
所以，一般來說，perspective應維持一個固定的值。想要用3d transform做出在三維空間里自由移動的效果(就像各種3d游戲)，應該通過相對運動的方法實現。
其他補充
transform對布局的影響
transform影響的是視覺渲染，而不是布局。因此，除以下情況外，transform不會影響到布局：
這個因為overflow生成滾動條從而影響布局的反例，也發生于position: relative;再進行偏移的情況。
left、top等常規屬性對3d transform的影響
相對于transform的translate3d()這類改變空間位置的變換函數，原來css里就有的定位屬性left、top似乎會讓情況變得很復雜。
對此，有一個比較推薦的分析方式：就三維空間的位置而言，常規屬性left、top，甚至margin-left等，是先生效的，它們的效果其實只有一個，就是改變元素的初始位置，從而改變元素的transform-origin的那個原點位置，然后三維空間的transform是后生效的，它會再基于前面的transform-origin繼續改變位置。
perspective-origin和transform-origin的區別
現在你已經了解到，perspective-origin是一個攝像機的屬性，定義的是透視畫面的滅點，而transform-origin是任意元素都有的，定義的是的元素的transform坐標系的原點。
結語
本文是我對目前網頁里用3d transform創建三維空間的總結，其中混入了一些三維引擎的知識，并對比著來一一說明。感覺3d transform還是有自己比較明確的定位的，雖然和三維引擎相比很簡陋，但它已經足夠用來為網頁添加吸引人的三維效果。
如果你也想過用3d transform做稍復雜的三維空間，希望本文能有所幫助。
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以上是生活随笔為你收集整理的java3d box 坐标,3d transform的坐标空间及位置的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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