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一篇帶給你運(yùn)用CSS繪制一個時鐘

練習(xí) CSS 一個很好的方法就是繪制各式各樣的 UI，比如這樣一個時鐘?

為松北等地區(qū)用戶提供了全套網(wǎng)頁設(shè)計(jì)制作服務(wù)，及松北網(wǎng)站建設(shè)行業(yè)解決方案。主營業(yè)務(wù)為成都網(wǎng)站建設(shè)、成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)、松北網(wǎng)站設(shè)計(jì)，以傳統(tǒng)方式定制建設(shè)網(wǎng)站，并提供域名空間備案等一條龍服務(wù)，秉承以專業(yè)、用心的態(tài)度為用戶提供真誠的服務(wù)。我們深信只要達(dá)到每一位用戶的要求，就會得到認(rèn)可，從而選擇與我們長期合作。這樣，我們也可以走得更遠(yuǎn)！

你也可以訪問「文章底部原文鏈接」查看實(shí)際效果。

CSS 繪制這樣一個布局有幾個難點(diǎn)：

  1. 環(huán)形排列的刻度。
  2. 環(huán)形分布的數(shù)字。
  3. 自動運(yùn)行的指針。

下面就來一一實(shí)現(xiàn)它，相信能學(xué)到很多 CSS 繪制和動畫的小技巧。

一、環(huán)形排列的刻度

提到“環(huán)形”，可以想到錐形漸變 conic-gradient[2]。假設(shè)有這樣一個容器。


加上一點(diǎn)錐形漸變。

clock{
  width: 300px;
  height: 300px;
  background: conic-gradient(#333 0 15deg, #cddc39 0deg 30deg);
}

可以得到這樣的效果。

如何做出交錯相間的效果呢?可以試試 repeating-conic-gradient[3]。

clock{
  /**/
  background: repeating-conic-gradient(#333 0 15deg, #cddc39 0deg 30deg);
}

效果如下：

還是看不出和刻度有啥關(guān)系?沒關(guān)系，我們把黑色部分的角度改小一點(diǎn)。

clock{
  /**/
  background: repeating-conic-gradient(#333 0 1deg, #cddc39 0deg 30deg);
}

效果如下：

這樣繪制出來的幾條線是不是剛好可以對應(yīng)時鐘的刻度?

然后將整個形狀變成圓環(huán)，可以用 MASK 來實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)如下：

clock{
  /**/
  border-radius: 50%;
  -webkit-mask: radial-gradient(transparent 145px, red 0);
}

效果如下：

其實(shí)，這里還有一個小細(xì)節(jié)，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，將這個草綠色換成透明就可以了，完整代碼如下：

clock{
  /**/
  background: repeating-conic-gradient(from -.5deg, #333 0 1deg, transparent 0deg 30deg);
  border-radius: 50%;
  -webkit-mask: radial-gradient(transparent 145px, red 0);
}

最終效果：

分鐘的刻度也是同樣的道理，因?yàn)楣灿?60 個刻度，所以最小角度是 6 度(360 / 60)，實(shí)現(xiàn)如下：

clock{
  /**/
  background: repeating-conic-gradient(#333 0 1deg, #cddc39 0deg 6deg);
}

利用 CSS 背景可以無限疊加的特性，可以將這兩個背景繪制在同一個元素下，所以完整代碼如下：

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%;
  -webkit-mask: radial-gradient(transparent 145px, red 0);
}

最終表盤刻度效果如下：

二、環(huán)形分布的數(shù)字

看到這種布局，我的第一反應(yīng)其實(shí)是 textPath[4]，這個 SVG 元素可以讓文本沿著指定路徑進(jìn)行排列，比如下面這個 MDN 上的例子：


          d="M10,90 Q90,90 90,45 Q90,10 50,10 Q10,10 10,40 Q10,70 45,70 Q70,70 75,50" />
  
    
      Quick brown fox jumps over the lazy dog.

效果如下：

但是，這種方式有一個缺陷，無法改變文字的角度，只能沿著路徑垂直方向，而時鐘的數(shù)字方向都是正常的。

經(jīng)過一番琢磨，發(fā)現(xiàn)還有一種方式也有類似沿著路徑的布局方式，那就是 offset-path[5]! 下面是 MDN 上的一個演示效果：

那么和環(huán)形排列數(shù)字有什么關(guān)系呢?假設(shè)有這樣一個布局：


    1

然后將這個數(shù)字指定到一個圓形的路徑上(目前僅支持 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(起始點(diǎn)是跟隨 path 路徑的)：

然后，可以通過 offset-distance[6]來改變元素在路徑上的位置，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%
}

下面是從 0 到 100% 的變化。

默認(rèn)情況下元素的角度也是自適應(yīng)垂直于路徑的，和 textPath 比較類似。但是我們可以手動指定固定角度，需要 offset-rotate[7]，指定為 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，角度已經(jīng)完全歸正了。

如果有類似的布局需求，是不是可以參考這個案例呢?

接下來，我們通過 CSS 變量，把 12 個數(shù)字自動歸位到指定位置。


  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12

配合 calc 計(jì)算，完整代碼如下：

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、自動運(yùn)行的指針

三個指針的繪制應(yīng)該沒有太大的難度，假設(shè)結(jié)構(gòu)如下：




需要注意一下旋轉(zhuǎn)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：

到這一步靜態(tài)布局就算完成了，那么如何運(yùn)行呢?

之前在這篇文章 還在使用定時器嗎?CSS 也能實(shí)現(xiàn)電子時鐘 有詳細(xì)講解到，不借助定時器，也完全可以用 CSS 動畫來實(shí)現(xiàn)!

回到這里，運(yùn)行的原理很簡單，就是一個無限循環(huán)的 CSS 動畫，如下：

@keyframes clock {
  to {
    transform: translateY(-50%) rotate(360deg);
  }
}

不同的是，時針、分針、秒針的周期不一樣，時針轉(zhuǎn)一圈是 12 小時、分針是 60 分鐘、秒針是 60 秒，各自需要換算成 秒數(shù)(CSS 單位只支持 秒 和 毫秒)，為了方便測試，這里將速度調(diào)快了 60s → 6s。

代碼實(shí)現(xiàn)就是(--step 是一分鐘)。

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?秒針在旋轉(zhuǎn)時先慢慢變快，然后又慢慢變慢，這是由于默認(rèn)的動畫函數(shù)是ease，所以需要改成linear。

sec{
  /**/
  animation: clock var(--step) infinite linear;
}

這樣就好多了。不過平時所見的時鐘，秒針通常都那種走一下，停下的，還有一種“滴答滴答”的節(jié)奏感，并不是這種無縫的。在 CSS 動畫中，是不是有點(diǎn)像階梯狀，沒錯，可以用到 CSS 的 steps 函數(shù)，不了解這個的可以參考張老師的這篇文章：CSS3 animation屬性中的steps功能符深入介紹[8]，實(shí)現(xiàn)如下：

sec{
  /**/
  animation: clock var(--step) infinite steps(60);
}

效果如下：

接下來需要通過 JS 初始化時間，僅此而已。需要注意的是，在獲取的時候加上偏移量，比如 12：30，分針其實(shí)是 12.5，以此類推。代碼實(shí)現(xiàn)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 中可以通過 animation-delay來指定動畫的起始位置。

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 );
}

然后加點(diǎn)輪廓裝飾，就實(shí)現(xiàn)了文章開頭的效果：

完整代碼可以查看 「文章底部原文鏈接」。

四、簡單總結(jié)一下

以上就是CSS 繪制時鐘的全部過程了，本文更側(cè)重于繪制過程，特別是是環(huán)形布局技巧，這里簡單總結(jié)一下：

  1. 碰到環(huán)形圖案可以想到 conic-gradient。
  2. 環(huán)形刻度繪制的原理是 conic-gradient 和 MASK 裁剪。
  3. 文字沿路徑排列可以使用 textPath。
  4. textPath 不支持改變文字角度。
  5. offset-path 可以讓元素沿指定路徑進(jìn)行布局。
  6. offset-path 可以設(shè)置元素在路徑的偏移和角度。
  7. 時鐘自動運(yùn)行的原理的是 CSS 動畫。
  8. 時鐘、分鐘、秒鐘的區(qū)別是動畫時長不同。
  9. “滴答滴答”的效果可以用 steps 實(shí)現(xiàn)。
  10. 時間初始化可以通過 animation delay 實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)然本文重點(diǎn)并不是在于實(shí)現(xiàn)了一個時鐘，而是在于 CSS 繪制技巧的積累和掌握。有了相關(guān)的積累，以后在碰到類似的布局，在腦子里過濾一下，馬上就能找到解決方案。

參考資料

[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屬性中的steps功能符深入介紹: https://www.zhangxinxu.com/wordpress/2018/06/css3-animation-steps-step-start-end/。


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