练习 CSS 一个很好的方法就是绘制各式各样的 UI,比如这样一个时钟?
你也可以访问「文章底部原文链接」查看实际效果。
CSS 绘制这样一个布局有几个难点:
- 环形排列的刻度。
- 环形分布的数字。
- 自动运行的指针。
下面就来一一实现它,相信能学到很多 CSS 绘制和动画的小技巧。
一、环形排列的刻度
提到“环形”,可以想到锥形渐变 conic-gradient[2]。假设有这样一个容器。
<clock>clock>
加上一点锥形渐变。
clock{
width: 300px;
height: 300px;
background: conic-gradient(#333 0 15deg, #cddc39 0deg 30deg);
}
可以得到这样的效果。
如何做出交错相间的效果呢?可以试试 repeating-conic-gradient[3]。
clock{
background: repeating-conic-gradient(#333 0 15deg, #cddc39 0deg 30deg);
}
效果如下:
还是看不出和刻度有啥关系?没关系,我们把黑色部分的角度改小一点。
clock{
background: repeating-conic-gradient(#333 0 1deg, #cddc39 0deg 30deg);
}
效果如下:
这样绘制出来的几条线是不是刚好可以对应时钟的刻度?
然后将整个形状变成圆环,可以用 MASK 来实现,实现如下:
clock{
border-radius: 50%;
mask: radial-gradient(transparent 145px, red 0);
}
效果如下:
其实,这里还有一个小细节,黑色部分并不是居中的,需要修正一下(可以更改起始角度,指定 from)。然后,将这个草绿色换成透明就可以了,完整代码如下:
clock{
background: repeating-conic-gradient(from -.5deg, #333 0 1deg, transparent 0deg 30deg);
border-radius: 50%;
mask: radial-gradient(transparent 145px, red 0);
}
最终效果:
分钟的刻度也是同样的道理,因为共有 60 个刻度,所以最小角度是 6 度(360 / 60),实现如下:
clock{
background: repeating-conic-gradient(#333 0 1deg, #cddc39 0deg 6deg);
}
利用 CSS 背景可以无限叠加的特性,可以将这两个背景绘制在同一个元素下,所以完整代码如下:
clock{
background: repeating-conic-gradient(from -.5deg, #333 0 1deg, transparent 0deg 30deg),
repeating-conic-gradient(from -.5deg, #ccc 0 1deg, transparent 0deg 6deg);
border-radius: 50%;
mask: radial-gradient(transparent 145px, red 0);
}
最终表盘刻度效果如下:
二、环形分布的数字
看到这种布局,我的第一反应其实是 textPath[4],这个 SVG 元素可以让文本沿着指定路径进行排列,比如下面这个 MDN 上的例子:
<svg viewBox="0 0 100 100" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
<path id="MyPath" fill="none" stroke="red"
d="M10,90 Q90,90 90,45 Q90,10 50,10 Q10,10 10,40 Q10,70 45,70 Q70,70 75,50" />
<text>
<textPath href="#MyPath">
Quick brown fox jumps over the lazy dog.
textPath>
text>
svg>
效果如下:
但是,这种方式有一个缺陷,无法改变文字的角度,只能沿着路径垂直方向,而时钟的数字方向都是正常的。
经过一番琢磨,发现还有一种方式也有类似沿着路径的布局方式,那就是 offset-path[5]! 下面是 MDN 上的一个演示效果:
那么和环形排列数字有什么关系呢?假设有这样一个布局:
<clock-pane>
<num>1num>
clock-pane>
然后将这个数字指定到一个圆形的路径上(目前仅支持 path )。
num{
offset-path: path('M250 125c0 69.036-55.964 125-125 125S0 194.036 0 125 55.964 0 125 0s125 55.964 125 125z');
}
效果如下(起始点是跟随 path 路径的):
然后,可以通过 offset-distance[6]来改变元素在路径上的位置,并且支持百分比。
num{
offset-path: path('M250 125c0 69.036-55.964 125-125 125S0 194.036 0 125 55.964 0 125 0s125 55.964 125 125z');
offset-distance: 100%
}
下面是从 0 到 100% 的变化。
默认情况下元素的角度也是自适应垂直于路径的,和 textPath 比较类似。但是我们可以手动指定固定角度,需要 offset-rotate[7],指定为 0deg 就行了。
num{
offset-path: path('M250 125c0 69.036-55.964 125-125 125S0 194.036 0 125 55.964 0 125 0s125 55.964 125 125z');
offset-distance: 100%
}
效果如下,角度已经完全归正了。
如果有类似的布局需求,是不是可以参考这个案例呢?
接下来,我们通过 CSS 变量,把 12 个数字自动归位到指定位置。
<clock-pane>
<num style="--i:1">1num>
<num style="--i:2">2num>
<num style="--i:3">3num>
<num style="--i:4">4num>
<num style="--i:5">5num>
<num style="--i:6">6num>
<num style="--i:7">7num>
<num style="--i:8">8num>
<num style="--i:9">9num>
<num style="--i:10">10num>
<num style="--i:11">11num>
<num style="--i:12">12num>
clock-pane>
配合 calc 计算,完整代码如下:
num{
position: absolute;
offset-path: path('M250 125c0 69.036-55.964 125-125 125S0 194.036 0 125 55.964 0 125 0s125 55.964 125 125z');
offset-distance: calc( var(--i) * 10% / 1.2 - 25%);
offset-rotate: 0deg;
}
效果如下:
三、自动运行的指针
三个指针的绘制应该没有太大的难度,假设结构如下:
<hour>hour>
<min>min>
<sec>sec>
需要注意一下旋转的中心。
hour{
position: absolute;
width: 4px;
height: 60px;
background: #333;
transform-origin: center bottom;
transform: translateY(-50%) rotate(30deg);
}
min{
position: absolute;
width: 4px;
height: 90px;
background: #333;
transform-origin: center bottom;
transform: translateY(-50%) rotate(60deg);
}
sec{
position: absolute;
width: 2px;
height: 120px;
background: red;
transform-origin: center bottom;
transform: translateY(-50%) rotate(90deg);
}
sec::after{
content: '';
position: absolute;
width: 10px;
height: 10px;
border-radius: 50%;
left: 50%;
bottom: 0;
background: #fff;
border: 4px solid #333;
transform: translate(-50%, 50%);
}
效果如下:
到这一步静态布局就算完成了,那么如何运行呢?
之前在这篇文章 还在使用定时器吗?CSS 也能实现电子时钟 有详细讲解到,不借助定时器,也完全可以用 CSS 动画来实现!
回到这里,运行的原理很简单,就是一个无限循环的 CSS 动画,如下:
@keyframes clock {
to {
transform: translateY(-50%) rotate(360deg);
}
}
不同的是,时针、分针、秒针的周期不一样,时针转一圈是 12 小时、分针是 60 分钟、秒针是 60 秒,各自需要换算成 秒数(CSS 单位只支持 秒 和 毫秒),为了方便测试,这里将速度调快了 60s → 6s。
代码实现就是(--step 是一分钟)。
hour{
transform: translateY(-50%) rotate(0);
animation: clock calc(var(--step) * 60 * 12) infinite;
}
min{
transform: translateY(-50%) rotate(0);
animation: clock calc(var(--step) * 60) infinite;
}
sec{
transform: translateY(-50%) rotate(0);
animation: clock var(--step) infinite;
}
效果如下:
是不是有些奇怪?秒针在旋转时先慢慢变快,然后又慢慢变慢,这是由于默认的动画函数是ease,所以需要改成linear。
sec{
animation: clock var(--step) infinite linear;
}
这样就好多了。不过平时所见的时钟,秒针通常都那种走一下,停下的,还有一种“滴答滴答”的节奏感,并不是这种无缝的。在 CSS 动画中,是不是有点像阶梯状,没错,可以用到 CSS 的 steps 函数,不了解这个的可以参考张老师的这篇文章:CSS3 animation属性中的steps功能符深入介绍[8],实现如下:
sec{
animation: clock var(--step) infinite steps(60);
}
效果如下:
接下来需要通过 JS 初始化时间,仅此而已。需要注意的是,在获取的时候加上偏移量,比如 12:30,分针其实是 12.5,以此类推。代码实现如下:
const d = new Date()
const h = d.getHours();
const m = d.getMinutes();
const s = d.getSeconds();
clock.style.setProperty('--ds', s)
clock.style.setProperty('--dm', m + s/60)
clock.style.setProperty('--dh', h + m/60 + s/3600)
然后 CSS 中可以通过 animation-delay来指定动画的起始位置。
hour{
animation: clock calc(var(--step) * 60 * 12) infinite linear;
animation-delay: calc( -1 * var(--step) * var(--dh) * 60);
}
min{
animation: clock calc(var(--step) * 60) infinite linear;
animation-delay: calc( -1 * var(--step) * var(--dm));
}
sec{
animation: clock var(--step) infinite steps(60);
animation-delay: calc( -1 * var(--step) * var(--ds) / 60 );
}
然后加点轮廓装饰,就实现了文章开头的效果:
完整代码可以查看 「文章底部原文链接」。
四、简单总结一下
以上就是CSS 绘制时钟的全部过程了,本文更侧重于绘制过程,特别是是环形布局技巧,这里简单总结一下:
- 碰到环形图案可以想到 conic-gradient。
- 环形刻度绘制的原理是 conic-gradient 和 MASK 裁剪。
- 文字沿路径排列可以使用 textPath。
- textPath 不支持改变文字角度。
- offset-path 可以让元素沿指定路径进行布局。
- offset-path 可以设置元素在路径的偏移和角度。
- 时钟自动运行的原理的是 CSS 动画。
- 时钟、分钟、秒钟的区别是动画时长不同。
- “滴答滴答”的效果可以用 steps 实现。
- 时间初始化可以通过 animation delay 实现。
当然本文重点并不是在于实现了一个时钟,而是在于 CSS 绘制技巧的积累和掌握。有了相关的积累,以后在碰到类似的布局,在脑子里过滤一下,马上就能找到解决方案。
参考资料
[1]CSS clock: https://codepen.io/xboxyan/pen/JjMWQBP。
[2]conic-gradient: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/CSS/gradient/conic-gradient。
[3]repeating-conic-gradient: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/CSS/gradient/repeating-conic-gradient。
[4]textPath: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/SVG/Element/textPath。
[5]offset-path: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/CSS/offset-path。
[6]offset-distance: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/CSS/offset-distance。
[7]offset-rotate: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/CSS/offset-rotate。
[8]CSS3 animation属性中的steps功能符深入介绍: https://www.zhangxinxu.com/wordpress/2018/06/css3-animation-steps-step-start-end/。