使用CSS3制作3D动态效果

本文详细介绍了如何利用 CSS3 的 transition 和 transform 属性来创建精美的 3D 动画效果,包括过渡效果、3D 场景搭建及实际案例演示。

本篇由3部分组成:

Part I : transition的介绍

Part II : 创建一个3D场景

Part III : 根据以上两个部分创建3D效果


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Part I

CSS3有两个主要的动画效果:


1.transition:

从一个属性值,平滑的过渡到另一个属性值

2.animation

         通过关键帧的技术,在网页上产生更加复杂的动画效果。

本章节只讲transition的部分:


一.浏览器的支持


-webkit-transition : 适用于Chrome和Safari

-moz-transition : 使用于Firefox

-o-transition :使用于Opera


本章节都使用Chrome浏览器进行讲解:



语法:transition:<过渡属性名称><过渡时间><过渡模式><延迟模式>

transition: property duration timing-function delay;

这是一个缩写的形式。

transition 属性是一个简写属性,用于设置四个过渡属性:

  • transition-property
  • transition-duration
  • transition-timing-function
  • transition-delay

注释:请始终设置 transition-duration 属性,否则时长为 0,就不会产生过渡效果。

举例:

-webkit-transition:background-color 2s;

上面也可以写成如下形式:

-webkit-transition-proper:background-color;
-webkit-transition-duration:2s;

就是背景颜色进行了一个2s的渐变过程。如下所示,由黑色渐变成红色

代码如下:

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Transition</title>

    <style>
        #block{
            width: 400px;
            height: 400px;
            background-color: black;
            margin: auto;

            -webkit-transition:background-color 2s;

        }

        #block:hover{
            background-color: red;
        }
    </style>
</head>
<body>
    <div id ="block">
    </div>
</body>
</html>
其中的过渡模式(transition-timing-function)有五种效果:

•ease                   缓慢开始,缓慢结束
•linear                  匀速
•ease-in               缓慢开始
•ease-out             缓慢结束 
ease-in-out         缓慢开始,缓慢结束(和ease稍有区别) 

示例代码如下:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title></title>
    <style>
        #wrapper{
            width:1024px;
            margin:0 auto;
        }
        .progress-bar{
            height:40px;
            width:40px;
            background-color: #69c;
        }
        .progress-bar:hover{
            width:960px;
        }

        #bar1{
            -webkit-transition: width 5s linear;
        }
        #bar2{
            -webkit-transition: width 5s ease;
        }
        #bar3{
            -webkit-transition: width 5s ease-in;
        }
        #bar4{
            -webkit-transition: width 5s ease-out;
        }
        #bar5{
            -webkit-transition: width 5s ease-in-out;
        }
    </style>
</head>
<body>

    <div id="wrapper">
        <p>linear</p>
        <div class="progress-bar" id="bar1"></div>

        <p>ease</p>
        <div class="progress-bar" id="bar2"></div>

        <p>ease-in</p>
        <div class="progress-bar" id="bar3"></div>

        <p>ease-out</p>
        <div class="progress-bar" id="bar4"></div>

        <p>ease-in-out</p>
        <div class="progress-bar" id="bar5"></div>
    </div>
</body>
</html>
把鼠标放在各自的div里会产生各种效果。

目前的transition都只是对单一的属性进行操作,其实可以同时进行操作,语法如下:

方法一:(要用逗号分隔开)

-webkit-transition:<属性1><时间1> ,  <属性2><时间2> ,….; 

方法二:

-webkit-transition:<属性1><时间1>;
-webkit-transition: <属性2><时间2> ;
目前为止,Transition的介绍已经完毕。

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Part II

第二部分介绍:如何创建一个3D场景。

可能很多人会问为何要创建一个3D场景。

这是因为对于浏览器来说,本身就是一个平面,我们去观看里面的物体就是一个2D的效果。

而对于3D来说,是在2D的基础上再增加一个维度,也就是深度。

这时,浏览器可能就不是一个页面了,它变成了一个窗口。

我们在外面需要通过哪个视角去观察这个窗口,以及窗口里面的物体距离窗口距离的大小。

所以需要设置两个属性值:

-webkit-perspective:800px;
-webkit-perspective-origin:50% 50%;
如下图所示:


但是当我们把场景设置好,如果物体不进行其他的操作,看起来的效果还是跟2D没有任何区别。

所以需要transform属性来进行操作:

-translate(位移操作)

•translateX(x px) 向右为正方向
•translateY(y px)  向下为正反向 
•translateZ(z px)  由里冲向屏幕为正方向

-rotate

•rotateX(x deg)  沿着x轴进行旋转
•rotateY(y deg)  沿着y轴进行旋转
rotateZ(z deg)  沿着z轴进行旋转

下面两个demo分别展示了translate操作和rotate操作:

1.自定义位移操作

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title></title>
    <style>
        #experiment{
            -webkit-perspective: 800;
            -webkit-perspective-origin: 50% 50%;

            -webkit-transition: -webkit-transform 1s linear;
            -webkit-transform-style:-webkit-preserve-3d;
        }
        #block{
            width:150px;
            height:150px;
            background-color: #69c;
            margin:170px auto;

        }
        #op{
            margin:0 auto;
            font-size:16px;
            font-weight:bold;
            width:800px;
        }
        #op .range-control{width:721px;}
    </style>

    <script type="text/javascript">
        function translateall(){
            var x = document.getElementById("translatex").value;
            var y = document.getElementById("translatey").value;
            var z = document.getElementById("translatez").value;

            document.getElementById('block').style.webkitTransform = "translateX("+x+"px) translateY("+y+"px) translateZ("+z+"px)";

            document.getElementById('translatex-span').innerText = x;
            document.getElementById('translatey-span').innerText = y;
            document.getElementById('translatez-span').innerText = z;
        }
    </script>
</head>
<body>
<div id="experiment">
    <div id="block">
    </div>
</div>
<div id="op">
    <p>translate x: <span id="translatex-span">0</span> px</p>
    <input type="range" min="-360" max="360" id="translatex" value="0" class="range-control" onmousemove="translateall()" /><br/>
    <p>translate y: <span id="translatey-span">0</span> px</p>
    <input type="range" min="-360" max="360" id="translatey" value="0" class="range-control" onmousemove="translateall()" /><br/>
    <p>translate z: <span id="translatez-span">0</span> px</p>
    <input type="range" min="-360" max="360" id="translatez" value="0" class="range-control" onmousemove="translateall()" /><br/>
</div>
</body>
</html>


2.自定义选择操作:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title></title>
    <style>
        #experiment{
            -webkit-perspective: 800;
            -webkit-perspective-origin: 50% 50%;

            -webkit-transition: -webkit-transform 1s linear;
            -webkit-transform-style:-webkit-preserve-3d;
        }
        #block{
            width:150px;
            height:150px;
            background-color: #69c;
            margin:170px auto;

        }
        #op{
            margin:0 auto;
            font-size:16px;
            font-weight:bold;
            width:800px;
        }
        #op .range-control{width:721px;}
    </style>

    <script type="text/javascript">
        function rotate(){
            var x = document.getElementById("rotatex").value;
            var y = document.getElementById("rotatey").value;
            var z = document.getElementById("rotatez").value;
            document.getElementById('block').style.webkitTransform = "rotateX("+x+"deg) rotateY("+y+"deg) rotateZ("+z+"deg)";

            document.getElementById('degx-span').innerText = x;
            document.getElementById('degy-span').innerText = y;
            document.getElementById('degz-span').innerText = z;
        }
    </script>
</head>
<body>
    <div id="experiment">
        <div id="block">
        </div>
    </div>
    <div id="op">
        <p>rotate x: <span id="degx-span">0</span> deg</p>
        <input type="range" min="-360" max="360" id="rotatex" value="0" class="range-control" onmousemove="rotate()" /><br/>
        <p>rotate y: <span id="degy-span">0</span> deg</p>
        <input type="range" min="-360" max="360" id="rotatey" value="0" class="range-control" onmousemove="rotate()" /><br/>
        <p>rotate z: <span id="degz-span">0</span> deg</p>
        <input type="range" min="-360" max="360" id="rotatez" value="0" class="range-control" onmousemove="rotate()" /><br/>
    </div>
</body>
</html>
自此,第二部分讲完。

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Part III

创建3D动画效果

接下来用使用以上技能来进行3D动画效果的制作:

使用transition的动画效果 + transform的位移选择操作

再定义一个3D场景即可:(需要使用javascript,但是不难)

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Title</title>

    <style>
        #my3dspace{
            -webkit-perspective: 800px;
            -webkit-perspective-origin: 50% 50%;

            overflow: hidden;
        }

        #pagegroup{
            width: 400px;
            height: 400px;
            margin: 0 auto;

            -webkit-transform-style:preserve-3d;

            position:relative;
        }

        .page{
            width:360px;
            height:360px;
            padding:20px;
            background-color: black;

            color:white;

            font-weight:bold;
            font-size:360px;
            line-height:360px;
            text-align:center;

            position: absolute;
        }

        #page1{
            -webkit-transform-origin:bottom ;
            -webkit-transition:-webkit-transform 1s linear;
        }
        #page2,#page3,#page4,#page5,#page6{
            -webkit-transform-origin:bottom ;
            -webkit-transition:-webkit-transform 1s linear;
            -webkit-transform:rotateX(90deg);
        }

        #op{
            text-align:center;
            margin: 40px auto;
        }
    </style>

    <script type="text/javascript">

        var curIndex = 1;

        function next(){
            if( curIndex == 6 ){
                return;
            }
            var curPage = document.getElementById("page" + curIndex);
            curPage.style.webkitTransform = "rotateX(-90deg)";
            curIndex ++;

            var nextPage = document.getElementById("page" + curIndex);
            nextPage.style.webkitTransform = "rotateX(0deg)";
        }

        function pre(){
            if(curIndex == 1){
                return ;
            }
            var curPage = document.getElementById("page" + curIndex);
            curPage.style.webkitTransform = "rotateX(90deg)";

            curIndex -- ;

            var curPage = document.getElementById("page" + curIndex);
            curPage.style.webkitTransform = "rotateX(0deg)";

        }
    </script>
</head>
<body>
    <div id ="my3dspace">
        <div id = "pagegroup">
            <div class = "page" id = "page1">1</div>
            <div class = "page" id = "page2">2</div>
            <div class = "page" id = "page3">3</div>
            <div class = "page" id = "page4">4</div>
            <div class = "page" id = "page5">5</div>
            <div class = "page" id = "page6">6</div>
        </div>
    </div>

    <div id ="op">
        <a href ="javascript:next()">next</a>  
        <a href ="javascript:pre()">pre</a>
    </div>

</body>
</html>













<think>好的,用户想了解在ROS多线程环境下如何正确使用tf2_ros::Buffer以及与ros::MultiThreadedSpinner交互的注意事项。我需要结合之前提供的引用内容,尤其是引用[1]中的构造函数和引用[2]中的启动命令,来构建回答。 首先,tf2_ros::Buffer的基本使用方法。记得引用中提到,在MapBuilderBridge的构造函数中,tf_buffer是通过指针传入的。这说明在初始化时需要确保tf_buffer正确实例化,并且可能涉及到tf2_ros::Buffer的创建和生命周期管理。用户可能需要知道如何创建Buffer实例,比如使用tf2_ros::Buffer的构造函数,并传入一个监听器参数。比如: ```cpp buffer_ = std::make_shared<tf2_ros::Buffer>(node_->get_clock()); ``` 然后需要创建TransformListener,这样Buffer才能自动接收TF数据。这部分需要强调监听器的正确初始化,否则Buffer可能无法获取数据。 接下来是多线程环境下的注意事项。用户提到使用MultiThreadedSpinner,这意味着回调函数可能在多个线程中并行执行。这时候需要注意线程安全的问题。引用[3]中的示例展示了如何遍历轨迹点并修改数据,但如果在多线程中同时访问和修改Buffer,可能会导致竞争条件。因此,需要指出使用互斥锁或者确保Buffer的线程安全操作。 另外,引用[4]提到rclcpp::Node类管理参数和回调函数,这可能涉及到在节点初始化时正确配置Buffer,比如设置缓存时间。例如,设置缓存时间为10秒: ```cpp buffer_->setUsingDedicatedThread(true); // 使用独立线程处理TF数据 ``` 这样可以避免在主线程中阻塞,尤其是在多线程环境下,提升性能。 还要注意TransformStamped对象的有效期检查。在多线程中,查询TF时可能因为数据更新而导致时间戳不匹配,使用canTransform方法检查是否存在可用的变换,或者在lookupTransform时指定超时时间。 最后,结合引用[2]中的启动命令,用户可能在启动后端服务时使用了tf2_web_republisher,这可能涉及到TF数据的发布和订阅,需要确保Buffer在多线程环境中正确处理这些数据,避免数据竞争或死锁。 总结一下,回答需要包括Buffer的初始化、监听器的创建、多线程下的线程安全措施、缓存时间设置、超时处理,以及可能的专用线程配置。同时,要结合用户提供的引用内容,确保回答符合他们的实际应用场景。</think>### tf2_ros::Buffer 使用方法及多线程交互注意事项 #### 一、tf2_ros::Buffer 基础用法 1. **初始化与监听器配置** tf2_ros::Buffer 需要配合 `tf2_ros::TransformListener` 实现自动数据订阅。初始化示例如下: ```cpp auto buffer_ = std::make_shared<tf2_ros::Buffer>(node_->get_clock()); auto listener_ = std::make_shared<tf2_ros::TransformListener>(*buffer_); ``` 引用示例中可见,`tf_buffer` 指针通过构造函数传递到其他组件[^1]。 2. **TF 数据查询** 常用 `lookupTransform` 接口查询坐标系变换: ```cpp try { auto transform = buffer_->lookupTransform("target_frame", "source_frame", tf2::TimePointZero); } catch (tf2::TransformException &ex) { RCLCPP_ERROR(node_->get_logger(), "TF Error: %s", ex.what()); } ``` #### 二、与 MultiThreadedSpinner 交互的注意事项 1. **线程安全设计** - **专用线程模式**:通过 `buffer_->setUsingDedicatedThread(true)` 启用独立线程处理 TF 数据[^3],避免主线程阻塞 - **互斥锁保护**:若在多线程中直接操作 Buffer,需使用 `std::mutex` 包装关键操作: ```cpp std::lock_guard<std::mutex> lock(tf_mutex_); buffer_->canTransform(...); ``` 2. **缓存时间配置** 多线程环境下建议显式设置缓存时间(默认 10 秒): ```cpp buffer_->setCacheTime(rclcpp::Duration(10, 0)); // 单位:秒 ``` 3. **超时与异常处理** 使用 `canTransform` 预检查或指定超时参数: ```cpp if(buffer_->canTransform("frameA", "frameB", tf2::TimePointZero, tf2::durationFromSec(0.1))){ auto transform = buffer_->lookupTransform(..., tf2::durationFromSec(0.5)); } ``` #### 三、典型问题排查 | 现象 | 解决方案 | |---------------------|-----------------------------| | `TransformException` | 检查坐标系名称和时间戳同步性 | | 数据延迟 | 增加缓存时间或优化网络负载 | | 线程阻塞 | 启用专用线程模式[^3] | #### 、性能优化建议 - 避免高频查询(>100Hz) - 对静态坐标系使用 `StaticTransformBroadcaster` - 使用 `AsyncSpinner` 替代 `MultiThreadedSpinner` 实现更灵活的线程控制[^2] [^1]: MapBuilderBridge 构造函数展示了 tf_buffer 的传递方式 [^2]: 后端启动命令关联 TF 数据发布机制 [^3]: 遍历操作示例引申出线程安全需求 [^4]: Node 类功能说明与多线程编程相关
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