快速构建 3D Visualization of DOM

[chokcoco]

对 Chrome 扩展功能熟悉的小伙伴，可能都有用过 Chrome 的 3D 展示页面层级关系这个功能。

可以通过 控制台 --> 右边的三个小点 --> More Tools --> Layers 打开。即可以看到页面的一个 3D 层级关系，像是这样：

这个功能有几个不错的作用：

0. 页面层级概览
1. 快速厘清页面 z-index 层级之间的关系
2. 用于排查一些重绘过程（滚动过程）页面卡顿

当然，也会存在一些问题，譬如当页面的 DOM 数量太多的时候，这个插件有的时候就会卡到无法交互了。同时，虽然可以快速厘清页面 z-index 层级之间的关系，但是有的时候没法很好的快速看清整个页面嵌套关系。

同时，它只能看整个页面的概览，无法选取部分节点进行观察。

本文，就将介绍一种，快速通过 CSS，构建页面深度关系的 3D 视图，快速清晰的厘清页面 DOM 层级及深度之间的关系。并且可以运用在不同的节点单独进行观察。

当然，总体而言，是基于：

1. CSS 选择器
2. CSS 3D 属性

的一次大规模综合应用，整体看完，相信你能学到不少东西。

使用 CSS 构建 3D 可视化 DOM 结构视图

假设，我们首先随时实现一段 DOM 结构，其简单的代码如下：

<div class="g-wrap">
    <div class="g-header">This is Header</div>
    <div class="g-content">
        <div class="g-inner">
            <div class="g-box">Lorem LOrem</div>
            <div class="g-box">Lorem LOrem</div>
        </div>
    </div>
    <div class="g-footer">This is Footer</div>
</div>

部分 CSS 代码：

.g-wrap {
    margin: auto;
    width: 300px;
    height: 500px;
    background: #ddd;
    display: flex;
    align-content: flex-start;
    flex-wrap: wrap;
    flex-direction: column;
    gap: 10px;
    padding: 10px;

    & > div {
        width: 100%;
        flex-grow: 1;
        border: 1px solid #333;
    }
}

.g-content {
    height: 200px;
    display: flex;
    padding: 10px;
    box-sizing: border-box;
    
    .g-inner {
        display: flex;
        padding: 10px;
        gap: 10px;
        
        & > div {
            width: 100px;
            height: 50px;
            border: 1px solid #333;
        }
    }
}

得到这样一个最多深度为 4 层的简单结构：

而我们希望，快速看这个页面的 3D 深度图，像是这样：

又或者，可以使用类似于这样一种 Hover 的交互效果，实现 Hover 某一个 Div，展示出它当前的一个 3D 深度结构图，看看效果：

很有意思的一个效果，到这里应该能明白我们想做一个什么东西了。总的来说，我们的核心需求就是，无论页面的 DOM 结构如何，深度如何，我们希望能够通过一种简单的处理（纯 CSS 实现），能够快速查看页面的 3D 深度结构视图。

利用强大的 CSS 选择器，批量处理样式

整个效果看似复杂，其实可以利用 CSS 选择器，很方便的递归调用自己。

因为希望我们的效果可以任意从某一个 DOM 节点处开始，所以，首先，我们需要一个根 CSS 节点，简单的取个名字，为 .g-3d-visual。

那么整个 3D 化的样式，我们都会写在 .g-3d-visual 的作用域下：

.g-3d-visual {
    // ...
}

为了让整个代码更易理解，我们会用上 SASS 这种预处理器，主要是利用它的选择器可以的嵌套特性。

至此，我们可以开始构建我们的基础样式，首先我们会处理 2 点：

1. 整个效果，会稍微的 3D 化，因此会给 .g-3d-visual 根元素添加 3D 相关的样式，譬如 transform-style: preserve-3d，让整个内部元素可以 3D 化
2. 可以利用通配选择符 *，对 .g-3d-visual 下的所有元素做一个快速的统一处理

那么到这一步，我们的 CSS 代码大概会是这样：

.g-3d-visual {
    transform-style: preserve-3d;
    transform: rotateY(-30deg) rotateX(30deg);

    * {
        position: relative;
        transform-style: preserve-3d;
        transform: translateZ(0);
    }
}

整个图形就变成了这样：

虽然变化不是很多，但是我们已经通过 * 通配符，对内部所有的元素都进行了简单的处理。

图形 3D 化

下一步其实就非常关键了。

我们需要用到元素本身，和元素的两个伪元素，构建元素的立体效果。

举个例子，对于这一块图形：

它的构成是由：

1. 主体部分由元素本身构成，并且对于结构的每一层，我们通过添加 transform: translateZ(16px)，产生不一样的深度
2. 右侧和下侧的两个面，刚好由元素的两个伪元素通过 transform 旋转不同的角度得到
3. 整体颜色的调整及阴影

看看代码：

.g-3d-visual {
    transform-style: preserve-3d;
    transform: rotateY(-30deg) rotateX(30deg);

    * {
        position: relative;
        transform-style: preserve-3d;
        background: rgba(0, 0, 255, 0.2);
        transform: translateZ(16px);
        box-shadow: 1px 1px 10px rgba(0, 0, 0, 0.1);

        &::before,
        &::after {
            content: "";
            display: block;
            position: absolute;
            background: rgba(0, 0, 255, 0.2);
        }

        &::before {
            width: 100%;
            height: 16px;
            left: 0;
            bottom: 0;
            transform-origin: center bottom;
            transform: scaleY(1) rotateX(90deg);
        }

        &::after {
            width: 16px;
            height: 100%;
            right: 0;
            top: 0;
            transform-origin: right center;
            transform: scaleX(1) rotateY(-90deg);
        }
    }
}

那么，其实到这里，基本上可以说核心代码都有了，最为核心的是需要理解：

1. 我们给 .g-3d-visual 下每一层的元素，也就是 * 通配符选择的元素，都添加了一个 transform: translateZ(16px)，这一点非常重要，是为了给元素逐渐增加 Z 轴方向的深度
2. 两个伪元素的运用需要好好理解，它们是用于构建整体的 3D 效果的关键因素
3. box-shadow: 1px 1px 10px rgba(0, 0, 0, 0.1) 这一个小小的阴影效果的添加，让整个效果看起来更加的真实

这样，我们利用 3 个面，加上简单的阴影，构建了一块一块的立体效果，我们看看目前为止的效果：

按照上述说的，我们可以希望换一种交互方式，实现当鼠标 Hover 到 DOM 的某一层级时，才触发元素 3D 深度变换。

简单改造下代码即可，并且，对于一些重复用到的元素，也可以再利用 CSS 变量统一一下。至此，我们的完整 CSS 代码：

<div class="g-wrap g-3d-visual">
    <div class="g-header">This is Header</div>
    <div class="g-content">
        <div class="g-inner">
            <div class="g-box">Lorem LOrem</div>
            <div class="g-box">Lorem LOrem</div>
        </div>
    </div>
    <div class="g-footer">This is Footer</div>
</div>

:root {
    --side-height: 16px;
    --hover-color: rgba(0, 0, 255, 0.2);
    --box-shadow: 1px 1px 10px rgba(0, 0, 0, 0.1);
    --transform-duration: 0.3s;
}

.g-3d-visual {
    transform-style: preserve-3d;
    transform: rotateY(-30deg) rotateX(30deg);

    * {
        position: relative;
        transform-style: preserve-3d;
        transform: translateZ(0);
        transition: transform var(--transform-duration);
        cursor: pointer;

        &::before,
        &::after {
            content: "";
            display: block;
            position: absolute;
            background: transparent;
            transition: all var(--transform-duration);
        }

        &::before {
            width: 100%;
            height: var(--side-height);
            left: 0;
            bottom: 0;
            transform-origin: center bottom;
            transform: scaleY(0) rotateX(90deg);
        }

        &::after {
            width: var(--side-height);
            height: 100%;
            right: 0;
            top: 0;
            transform-origin: right center;
            transform: scaleX(0) rotateY(-90deg);
        }

        &:hover {
            background: var(--hover-color);
            transform: translateZ(var(--side-height));
            box-shadow: var(--box-shadow);

            &::before,
            &::after {
                background: var(--hover-color);
            }

            &::before {
                transform: scaleY(1) rotateX(90deg);
            }

            &::after {
                transform: scaleX(1) rotateY(-90deg);
            }
        }
    }
}

这样，我们也就得到了题图一开始的 Hover 示意图的效果：

CodePen Demo -- 3D Visualization of DOM

扩展迁移

有了上述代码之后，由于是 SASS 代码，所以记得编译一下，即可拿到完整的 .g-3d-visual 下相关的所有 CSS 代码。

尝试把整段 CSS 代码注入到任意页面后，给你希望观察的节点，添加上 .g-3d-visual 样式即可。

这里我尝试的是，当前正在写作的 Github Issues 页面，看看效果：

当然，可能颜色没有搭配的特别好，但是要知道，整儿页面的 DOM 结构是相当之复杂的。不过整体效果还是很不错的，而且实际操作的过程中，也并不会感觉卡顿。

这一段简单的代码，再简单改造一番，譬如和 Chrome 扩展相结合，快速注入代码，快速指定给哪个元素添加 .g-3d-visual 类名，以及修改配色方案等等，就可以实现一个快速对页面层级进行观察的小插件！

上述效果我是手动修改了当前页面的 HTML 代码，注入的相应的 CSS 代码 :)

总结一下

到这里，我们即可以再简单总结一下完整的步骤：

• 需要一个整体的 3D 效果，因此需要一个根 CSS 节点，为 .g-3d-visual，并且给它设置好相关的 CSS 3D 属性值，让整个内部元素可以 3D 化
• 利用通配选择符 *，对 .g-3d-visual 下的所有元素做一个快速的统一处理
• 利用每个元素的另外两个伪元素，实现每一层效果的 3D 立体感，并且逐层利用 translateZ() 递进深度
• 通过 :hover、transition 等设置，实现整体的交互效果

当然，这种做法肯定会有一些小问题，譬如如果元素的伪元素已经使用了，那么在 3D 化的效果中，将会被改写。但是由于不是完全覆盖，因此可能会造成一些样式错误。

其次，如果父子两层 DIV 完全是大小一模一样完全重叠在一起，在视觉上也会有些影响。

最后，完整的代码，你可以戳这里获取：CodePen Demo -- 3D Visualization of DOM

最后

好了，本文到此结束，希望本文对你有所帮助 :)

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