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JavaScript 圖檔3D展示空間(3DRoom)

一般的平面效果,通過改變水準和垂直坐标就能實作,再加上深度,就能在視覺上的産生3D(三維)的效果。

程式就是模拟這樣一個三維空間,裡面的圖檔會根據三維坐标顯示在這個空間。

相容:ie6/7/8, firefox 3.6.8, opera 10.6, safari 5.0.1, chrome 5.0

中秋将至,預祝各位中秋快樂,團團圓圓!

效果預覽

JavaScript 圖檔3D展示空間(3DRoom)

3DRoom

JavaScript 圖檔3D展示空間(3DRoom)

程式說明

【實作原理】

3D效果的關鍵,是深度的實作。

把3D容器看成一個由多個不同深度的層組成的空間,這些層的尺寸預設跟容器一樣。

層裡面放了該深度的圖檔,并且各個層會根據深度的變化做縮放變換,從視覺上産生深度差。

縮放變換的比例按照最近點為1,最遠點為0,逐漸變化。

關鍵的地方是層裡面圖檔的尺寸和坐标必須跟着層同時變換,這個通過css3的transform很簡單就能實作。

這樣圖檔隻需設定好尺寸再相對層定好位就行了,避免了随深度變化要不斷調整圖檔尺寸和定位的麻煩。

【圖檔加載】

在程式初始化之後,就可以調用add方法來添加圖檔。

add方法有兩個參數:圖檔位址和參數對象,還會傳回一個圖檔操作對象。

操作對象包含以下屬性和方法,友善對圖檔進行操作:

img: 圖檔元素

src: 圖檔位址

options: 參數對象

show: 顯示圖檔方法

remove: 移除圖檔方法

其中options可以設定如下屬性:

屬性: 預設值//說明

x: 0,//水準位移

y: 0,//垂直位移

z: 0,//深度

width: 0,//寬度

height: 0,//高度

scaleW: 1,//寬度縮放比例

scaleH: 1//高度縮放比例

其中x、y分别是水準和垂直坐标的位移參數,坐标原點在容器底部中間,水準坐标向右,縱坐标向上,機關是px。

而z是深度,用于比例的計算,方向由近點到原點。

坐标系如下圖:

圖檔加載成功後,就會執行_load圖檔加載程式。

首先根據參數設定圖檔樣式:

img.style.cssText = "position:absolute;border:0;padding:0;margin:0;-ms-interpolation-mode:nearest-neighbor;"

+ "z-index:" + (99999 - z) + ";width:" + width + "px;height:" + height + "px;"

+ "left:" + (((clientWidth - width) / 2 + opt.x) / clientWidth * 100).toFixed(5) + "%;"

+ "top:" + ((clientHeight - height - opt.y) / clientHeight * 100).toFixed(5) + "%;";

絕對定位是必須的,寬度和高度根據參數設定就行。

left和top根據坐标參數計算,這裡需要用百分比的形式表示,後面再詳細說明。

還要給圖檔增加一個_z屬性記錄深度,友善調用。

最後插入對應z的層,并重新顯示該層。

【層變換】

圖檔加載後,會用_insertLayer程式把圖檔插入到對應的層中。

_insertLayer有兩個參數:圖檔元素和z深度。

程式用_layers對象,以z為關鍵字記錄對應的層元素。

如果在該深度還沒有建立層,會自動建立一個:

layer = document.createElement("div");

layer.style.cssText = "position:absolute;border:0;padding:0;margin:0;left:0;top:0;visibility:hidden;background:transparent;width:" + this._clientWidth + "px;height:" + this._clientHeight + "px;";

層的坐标和尺寸要跟容器一緻,因為插入圖檔的坐标是相對容器來定義的,這樣使用起來比較友善。

還會添加一個_count屬性,記錄層包含的圖檔數,最後插入到容器并記錄到_layers對象中。

擷取層對象後,就把圖檔插入層中,并把_count計數加1。

接着就可以通過_showLayer程式根據深度顯示對應的層。

程式包含三個坐标屬性:_x、_y、_z,表示容器的三維坐标的偏移量。

首先通過_getScale擷取比例方法得到z深度的縮放比例scale。

比例大于1,說明圖檔在視覺深度的後面,理論上應該看不到,是以隐藏;小于0,就是小到看不到了也隐藏。

而_x和_y偏移量也需要根據深度來重新計算,程式有兩種偏移方式:遠點固定和近點固定。

遠點固定的意思是平面位移偏移量随着深度逐漸變小,産生以最遠點為固定點移動方向的效果,近點固定就剛好相反。

要實作這個效果,隻要位移偏移量也跟着比例變化就行了,即遠點固定時偏移量跟比例成正比,遠點固定時是反比:

var moveScale = this.fixedFar ? scale : (1 - scale);

然後把這些參數交給_show程式來處理,并顯示效果。

為了最大限度地利用層元素,程式會在_remove圖檔移除程式中,把沒有圖檔的層放到_invalid廢棄層集合中,在需要插入層時,優先從_invalid中擷取。

【縮放比例】

上面已經說了,縮放比例應該按照最近點為1,最遠點為0,逐漸變化。

程式預設是通過下面的公式計算:

function(z){ return 1 - z / 1000; }

研究代碼後發現,原來它用的公式是這樣的:

this.r = FL / (FL + (z * Z));

其中FL和Z是一個常量來的,即公式可表示成:

function(z){ return 1/(1+z/常量); }

那按照這個公式,深度為0時比例為1,深度為常量時比例為0.5,深度為無窮大時比例為0。

變化效果可以參考下面程式:

公式:

可以看出,縮放比例在預設公式是均勻變化的,而3DRoom公式是先快後慢,而且是逐漸變慢,是以有那種平穩的感覺。

那按照實際,還可以自己設計适合的公式,隻要符合在1到0之間變化就行。

【css3模式】

程式中有三種縮放變換方式:css3、zoom和base,模式的程式結構跟上一篇類似。

縮放變換的目的是根據傳遞過來的比例和位置偏移量,把縮放效果顯示出來,實作最終的3D效果。

css3模式使用的是css3的transform,在上一篇已經介紹過用transform的matrix做縮放和旋轉,這次還需要後面兩個參數做位置變換。

Gecko (Firefox) accepts a <length> value for tx and ty.

Safari (WebKit) and Opera currently support a unitless <number> for tx and ty.

意思是位移參數tx和ty,在Firefox需要帶機關,而WebKit和Opera隻需要數字(不帶機關,預設px)。

程式會根據浏覽器設定機關。

使用css3模式,還可以通過修改_r弧度屬性進行旋轉。

最後設定matrix實作變換:

layer.style[ css3Transform ] = "matrix("

+ ( Cos * scale).toFixed(5) + "," + (Sin * scale).toFixed(5) + ","

+ (-Sin * scale).toFixed(5) + "," + (Cos * scale).toFixed(5) + ", "

+ Math.round(x) + unit + ", " + Math.round(y) + unit + ")";

這裡還要注意一個問題,計算得到的比例可能是一個很長的小數,在拼字元時會出問題。

例如執行:alert(0.0000001),會得到“1e-7”,js會用這個結果來拼字元,得到錯誤的結果。

是以在做數字和字元的拼接時,能用整數的應該先轉成整數,小數的話也要用toFixed轉換一下。

【zoom模式】

ie還不支援transform,但有一個zoom樣式能實作類似的效果。

由于zoom後,尺寸會發生變化,是以需要修正left和top移動到正确的位置。

除了ie,webkit(chrome/safari)也支援zoom,不過ie6/7、ie8和webkit的實作并不完全相同。

測試以下代碼:

<style>

.inner{ width:100px; height:100px; position:absolute; background:#0CF; zoom:0.5; top:50px; left:50px;}

.inner div{ width:50px; height:50px;position:absolute; left:25px;background:#CCC;}

</style>

<div style="width:150px;height:150px; border:1px solid #000; position:relative;">

<div class="inner" id="t"><div>test</div></div>

</div>

在ie6/7實作了想要的效果,但在webkit顯示的位置錯了。

原因是使用zoom後,元素的left和top也會随着縮放,那隻要按比例重新計算就行。

像上面的例子,隻要把left和top改成50/0.5,即100就正确了。

ie8就更麻煩,裡面的内容是按zoom縮放了,但left和top還是原來的大小。

被這個問題困擾了很久,最後發現通過用百分比定位就可以解決,在圖檔加載時left和top要用百分比就是這個原因。

例如在例子中,修正left和top,并把最裡面的div的left改成25%就可以了。

在ie8還看到一個問題,在zoom後,内容是縮小了,容器和内部元素的尺寸卻沒有變化,還好這不會影響到圖檔的顯示,定位也要用left和top,免得麻煩。

還有,如果zoom的元素的尺寸用百分比設定,那元素的尺寸就不會根據zoom縮放了。

在計算時還要注意一個問題,上面提到在webkit和ie8,left和top都需要除以scale來修正,當scale接近0到一定程度,結果會變成Infinity(無窮大)。

用Infinity進行運算會出錯,需要修正這個問題:

left = Math.min(MAX, Math.max( -MAX, left )) | 0;

top = Math.min(MAX, Math.max( -MAX, top )) | 0;

其中MAX是Number.MAX_VALUE(js能表達的最大數)。

【base模式】

還有相容全部浏覽器的base模式,用的是傳統的方法,即根據縮放比例,計算并設定每個圖檔的尺寸和位置。

每次顯示時,曆遍層裡面的圖檔,再逐個計算設定。

計算需要圖檔的原始位置和尺寸,在第一次計算時會把資料儲存在_original屬性中:

var original = img._original = img._original || {

width: img.offsetWidth, height: img.offsetHeight,

left: img.offsetLeft, top: img.offsetTop

};

尺寸隻要根據比例縮放就行,位置除了計算相對層的縮放還要加上相對容器的位移,這個跟zoom模式的計算是一樣的。

了解了層變換的方式後,再了解這個就不難了。

【zIndex】

深度除了要縮放和定位,還需要合理的前後遮蓋。

首先最簡單的方法是在層上設定:

div,img{width:200px;height:200px;position:absolute;left:0;top:0;}

img{width:150px;height:150px;}

<div style="z-index:300;">

<img style="background:#0C9;" alt="300" onclick="alert(300)">

<div style="z-index:100;">

<img style="background:#396;left:50px;top:50px;" alt="100" onclick="alert(100)">

實作一般的3D效果可以這樣設定。

但點選測試,在ff和webkit前面的能觸發後面的不能觸發,而ie和opera就前後都可以觸發。

ps:如果img換成div,那麼ie和opera後面的元素也不能觸發,原因還不清楚。

這樣要想像3DRoom那樣觸發圖檔事件的話就不能在層設定zIndex。

還可以在圖檔上設定:

<div>

<img style="background:#0C9;z-index:300;" alt="300" onclick="alert(300)">

<img style="background:#396;left:50px;top:50px;z-index:100;" alt="100" onclick="alert(100)">

這樣圖檔在所有浏覽器都能正常觸發,但在ie6/7層疊的效果失效了,看來在ie6/7隻能在層用zIndex。

還有一個問題,如果給div加上變換效果:

div{-moz-transform:scale(1);-webkit-transform:scale(1);-o-transform:scale(1);}

那圖檔上的zIndex就會失效,那css3模式就隻能在層設定zIndex了。

總結一下:

在css3模式肯定要在層設定zIndex,但圖檔也不能觸發事件。

在zoom和base模式,應該在圖檔設定zIndex,但在ie6/7就要在層設定。

這樣至少在base模式層疊和圖檔觸發事件都是正常的。

【msInterpolationMode】

Gets or sets the interpolation (resampling) method used to stretch images.

即擷取或設定用于拉伸圖像的插值(重采樣)方法。

它有兩個值:

nearest-neighbor:使用近鄰插值模式。

bicubic:使用高品質的雙三次插值模式。

這些名詞比較專業,我們隻要知道使用nearest-neighbor效率高但效果差,而bicubic效果好效率低就夠了。

程式把它設為nearest-neighbor提高效率,這樣在ie8中也不會卡了。

【拖動方向變換/滾輪深度變換】

程式擴充了拖動視覺變換和滾輪深度變換。

拖動和滾動的做法跟上一個的做法差不多,這裡拖動是實作方向的變換,滾輪是實作深度的變換。

移動是通過修改_x和_y屬性來實作,縮放是通過修改_z來實作。

修改屬性之後再調用show方法顯示效果。

使用技巧

【3DRoom】

在3DRoom效果中,因為要實作圖檔的觸發事件,是以不能用css3模式,原因是上面提到的層疊問題。

上面也提到在ie8被zoom的元素尺寸不會改變,導緻觸發範圍錯誤,是以也不用zoom模式。

使用base模式就不會有問題了。

在點選圖檔時,視覺會移動到圖檔上面,這個通過點選圖檔後根據本身的三維參數修改_x/_y/_z來實作:

img.onclick = function(){

i3D._z = -options.z | 0;

i3D._x = -options.x | 0;

i3D._y = options.y | 0;

i3D.show();

}

圖檔在mouseover時會顯示一個邊框,為了讓圖檔加邊框後不發生位移,加了一個"-1px"的margin,mouseout時再去掉。

這裡3DRoom跟參考的效果還是有差距,本文主要還是對3D效果的實作和研究。

【模式選擇】

css3模式穩定,大部分浏覽器都支援,除了ie。

zoom模式相容性不好,但ie支援。

base最慢,但相容性好,而且沒有bug。

一般情況下應優先使用css3模式,然後是zoom,最後base,但像3DRoom那樣的情況就要按實際選擇了。

設計的時候,ie是打算用Matrix濾鏡的,但開發中發現一些問題,效率又太低,就不考慮了。

使用說明

執行個體化時,必須有容器作為參數:

var i3D = new Image3D( container, options );

然後調用i3D方法添加圖檔:

i3D.add( src, options );

可選參數用來設定系統的預設屬性,包括:

mode: "css3|zoom|base",//模式

x: 0,//水準偏移值

y: 0,//垂直偏移值

z: 0,//深度偏移值

r: 0,//旋轉角度(css3支援)

fixedFar: false,//是否遠點固定

getScale: function(z){ return 1 - z / 1000; },//擷取比例方法

onError: function(err){}//出錯時執行

add方法的可選參數在圖檔加載中已經說明。

還提供了以下方法:

add:添加圖檔;

show:顯示效果;

reset:重置預設狀态;

dispose:銷毀程式。

加入拖動方向變換或滾輪深度變換擴充後,可通過設定相關參數定義變換範圍。

<a href="http://files.cnblogs.com/cloudgamer/Image3D.rar">完整執行個體下載下傳</a>

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