HarmonyOS鸿蒙Next开发者技术支持-3D立方体旋转轮播效果实现

一、项目概述

1.1 功能特性

• 基于HarmonyOS 4.0+ API实现
• 使用Swiper的customContentTransition和rotate属性
• 支持3D立方体旋转效果
• 支持自动轮播和手动滑动
• 响应式设计，适配不同屏幕
• 高性能动画渲染

二、架构设计

2.1 核心组件结构

3D立方体轮播组件
├── CubeSwiper.ets (主容器)
├── CubeItem.ets (立方体面)
├── CubeTransition.ets (自定义过渡动画)
└── CubeManager.ets (状态管理)

2.2 数据模型定义

// CubeDataModel.ets
// 轮播项数据模型
export interface CubeItemData {
  id: string;
  title: string;
  subtitle?: string;
  color: ResourceColor;
  image?: Resource;
  backgroundColor?: ResourceColor;
  rotation?: number; // 初始旋转角度
  zIndex?: number;  // Z轴位置
}

// 轮播配置
export interface CubeSwiperConfig {
  autoPlay: boolean;           // 自动播放
  autoPlayInterval: number;    // 播放间隔(ms)
  effect3D: boolean;           // 启用3D效果
  perspective: number;         // 透视距离
  cubeSize: number;           // 立方体尺寸
  rotateAngle: number;         // 旋转角度
  animationDuration: number;   // 动画时长
  showIndicator: boolean;      // 显示指示器
  indicatorType: 'dot' | 'number' | 'progress'; // 指示器类型
  loop: boolean;               // 循环播放
  gestureEnabled: boolean;     // 启用手势
}

// 默认配置
export class CubeDefaultConfig {
  static readonly DEFAULT_CONFIG: CubeSwiperConfig = {
    autoPlay: true,
    autoPlayInterval: 3000,
    effect3D: true,
    perspective: 1000,
    cubeSize: 300,
    rotateAngle: 20,
    animationDuration: 500,
    showIndicator: true,
    indicatorType: 'dot',
    loop: true,
    gestureEnabled: true
  };
}

这里定义了轮播组件的数据模型和配置接口，使用TypeScript接口确保类型安全。CubeItemData定义了每个轮播项的数据结构，包含标题、颜色、图片等属性。CubeSwiperConfig定义了轮播器的配置项，如自动播放、3D效果、动画时长等，便于统一管理和自定义。CubeDefaultConfig提供了默认配置，方便快速使用。

三、核心实现

3.1 3D立方体旋转轮播组件

// CubeSwiper.ets
[@Component](/user/Component)
export struct CubeSwiper {
  // 数据源
  [@Prop](/user/Prop) data: CubeItemData[] = [];
  
  // 配置参数
  [@Prop](/user/Prop) config: CubeSwiperConfig = CubeDefaultConfig.DEFAULT_CONFIG;
  
  // 当前激活索引
  [@State](/user/State) currentIndex: number = 0;
  
  // 旋转角度
  [@State](/user/State) rotationX: number = 0;
  [@State](/user/State) rotationY: number = 0;
  
  // Swiper控制器
  private swiperController: SwiperController = new SwiperController();
  
  // 动画控制器
  private animationController: animation.Animator = new animation.Animator();
  
  // 自动播放定时器
  private autoPlayTimer: number = 0;
  
  aboutToAppear() {
    if (this.config.autoPlay) {
      this.startAutoPlay();
    }
  }
  
  aboutToDisappear() {
    this.stopAutoPlay();
  }
  
  // 开始自动播放
  private startAutoPlay(): void {
    this.stopAutoPlay();
    
    this.autoPlayTimer = setInterval(() => {
      if (this.currentIndex < this.data.length - 1 || this.config.loop) {
        this.next();
      }
    }, this.config.autoPlayInterval);
  }

这是CubeSwiper组件的初始部分，定义了核心状态变量和生命周期方法。@Prop装饰器用于接收外部传入的数据和配置，@State装饰器用于管理组件内部状态。在aboutToAppear生命周期中启动自动播放，aboutToDisappear中清理定时器以防止内存泄漏。startAutoPlay方法控制自动轮播逻辑。

// 停止自动播放
  private stopAutoPlay(): void {
    if (this.autoPlayTimer) {
      clearInterval(this.autoPlayTimer);
      this.autoPlayTimer = 0;
    }
  }
  
  // 下一页
  next(): void {
    if (this.currentIndex < this.data.length - 1 || this.config.loop) {
      const nextIndex = (this.currentIndex + 1) % this.data.length;
      this.swipeTo(nextIndex);
    }
  }
  
  // 上一页
  previous(): void {
    if (this.currentIndex > 0 || this.config.loop) {
      const prevIndex = (this.currentIndex - 1 + this.data.length) % this.data.length;
      this.swipeTo(prevIndex);
    }
  }
  
  // 跳转到指定页
  swipeTo(index: number): void {
    if (index >= 0 && index < this.data.length && index !== this.currentIndex) {
      this.animateTransition(index);
      this.currentIndex = index;
      this.swiperController?.showNext();
    }
  }

这部分实现了轮播导航控制逻辑。next和previous方法处理向前/向后翻页，考虑了循环播放的情况。swipeTo方法确保目标索引有效后才执行跳转。stopAutoPlay方法清理定时器资源，防止内存泄漏。

// 执行过渡动画
  private animateTransition(toIndex: number): void {
    const direction = toIndex > this.currentIndex ? 1 : -1;
    
    this.animationController.stop();
    this.animationController.update({
      duration: this.config.animationDuration,
      curve: animation.Curve.EaseInOut
    });
    
    this.animationController.onFrame((progress: number) => {
      // 计算旋转角度
      const rotateY = direction * 90 * progress;
      this.rotationY = rotateY;
      
      // 透视效果
      if (this.config.effect3D) {
        const perspective = this.config.perspective + progress * 200;
        // 更新透视
      }
    });
    
    this.animationController.play();
  }

animateTransition方法实现3D过渡动画的核心逻辑。通过animation.Animator控制器创建流畅的动画效果，计算旋转角度实现3D旋转。direction变量确定旋转方向（向前/向后），progress是0-1的动画进度值，用于计算中间状态。

// 构建立方体容器
  @Builder
  private buildCubeContainer() {
    Column() {
      // 立方体容器
      Stack({ alignContent: Alignment.Center }) {
        // 3D变换容器
        Column()
          .width(this.config.cubeSize)
          .height(this.config.cubeSize)
          .rotate({ 
            x: this.rotationX, 
            y: this.rotationY, 
            z: 0 
          })
          .perspective(this.config.effect3D ? this.config.perspective : 0)
          .transform3d({ perspective: 1 })
          {
            this.buildCubeFaces()
          }
      }
      .width('100%')
      .height(this.config.cubeSize)
      .clip(true)
    }
  }

buildCubeContainer方法构建3D立方体的外层容器。使用Stack布局居中立方体，Column作为3D变换容器，应用rotate实现3D旋转，perspective属性创建透视效果，transform3d启用3D变换。clip(true)确保内容不溢出容器。

// 构建立方体六个面
  @Builder
  private buildCubeFaces() {
    // 前
    CubeFace({ 
      data: this.data[this.getValidIndex(this.currentIndex)], 
      position: 'front',
      config: this.config
    })
    
    // 后
    CubeFace({ 
      data: this.data[this.getValidIndex(this.currentIndex + 1)], 
      position: 'back',
      config: this.config
    })
    
    // 左
    CubeFace({ 
      data: this.data[this.getValidIndex(this.currentIndex - 1)], 
      position: 'left',
      config: this.config
    })
    
    // 右
    CubeFace({ 
      data: this.data[this.getValidIndex(this.currentIndex + 2)], 
      position: 'right',
      config: this.config
    })
    
    // 上
    CubeFace({ 
      data: this.data[this.getValidIndex(this.currentIndex - 2)], 
      position: 'top',
      config: this.config
    })
    
    // 下
    CubeFace({ 
      data: this.data[this.getValidIndex(this.currentIndex + 3)], 
      position: 'bottom',
      config: this.config
    })
  }

buildCubeFaces方法构建立方体的六个面。每个面通过CubeFace组件渲染，传入对应位置的数据。getValidIndex方法确保索引不越界，支持循环轮播。六个面分别代表前、后、左、右、上、下六个方向。

// 获取有效索引
  private getValidIndex(index: number): number {
    if (this.config.loop) {
      return (index + this.data.length) % this.data.length;
    }
    return Math.max(0, Math.min(index, this.data.length - 1));
  }
  
  // 构建指示器
  @Builder
  private buildIndicator() {
    if (!this.config.showIndicator) {
      return;
    }
    
    Column() {
      if (this.config.indicatorType === 'dot') {
        Row({ space: 8 }) {
          ForEach(this.data, (_, index: number) => {
            Circle()
              .width(8)
              .height(8)
              .fill(index === this.currentIndex ? Color.Blue : Color.Gray)
              .opacity(index === this.currentIndex ? 1 : 0.5)
              .animation({ duration: 300, curve: animation.Curve.EaseInOut })
          })
        }
      } else if (this.config.indicatorType === 'number') {
        Text(`${this.currentIndex + 1}/${this.data.length}`)
          .fontSize(16)
          .fontColor(Color.White)
          .padding(8)
          .backgroundColor(Color.Black)
          .borderRadius(12)
      } else if (this.config.indicatorType === 'progress') {
        Row()
          .width(200)
          .height(4)
          .backgroundColor('#FFFFFF40')
          .borderRadius(2)
          .overlay(
            Row()
              .width(`${(this.currentIndex + 1) / this.data.length * 100}%`)
              .height('100%')
              .backgroundColor(Color.Blue)
              .borderRadius(2)
              .animation({ duration: 300, curve: animation.Curve.EaseInOut })
          )
      }
    }
    .width('100%')
    .margin({ top: 20 })
    .justifyContent(FlexAlign.Center)
  }

这部分实现页面指示器。支持三种类型：圆点指示器、数字指示器和进度条指示器。getValidIndex方法处理索引边界，支持循环模式。指示器会根据当前激活项高亮显示，并使用动画实现平滑过渡效果。

build() {
    Column() {
      // 轮播区域
      this.buildCubeContainer()
      
      // 指示器
      this.buildIndicator()
      
      // 控制按钮
      if (!this.config.autoPlay) {
        Row({ space: 20 }) {
          Button('上一页')
            .onClick(() => this.previous())
          
          Button('下一页')
            .onClick(() => this.next())
        }
        .margin({ top: 20 })
      }
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
    .justifyContent(FlexAlign.Center)
    .onClick(() => {
      // 点击暂停/恢复自动播放
      if (this.config.autoPlay) {
        if (this.autoPlayTimer) {
          this.stopAutoPlay();
        } else {
          this.startAutoPlay();
        }
      }
    })
  }
}

build方法是组件的入口，构建完整的界面布局。包含立方体容器、指示器、控制按钮三部分。当autoPlay为false时显示手动控制按钮。点击容器区域可以暂停/恢复自动播放，增强用户交互体验。

3.2 立方体面组件

// CubeFace.ets
[@Component](/user/Component)
export struct CubeFace {
  [@Prop](/user/Prop) data: CubeItemData;
  [@Prop](/user/Prop) position: 'front' | 'back' | 'left' | 'right' | 'top' | 'bottom';
  [@Prop](/user/Prop) config: CubeSwiperConfig;
  
  [@State](/user/State) private scale: number = 1;
  [@State](/user/State) private opacity: number = 1;
  
  aboutToAppear() {
    this.applyPosition();
  }
  
  // 应用位置变换
  private applyPosition(): void {
    const halfSize = this.config.cubeSize / 2;
    
    switch (this.position) {
      case 'front':
        this.transform({ translateZ: halfSize });
        break;
      case 'back':
        this.transform({ 
          rotateY: 180,
          translateZ: halfSize
        });
        break;
      case 'left':
        this.transform({ 
          rotateY: -90,
          translateX: -halfSize
        });
        break;
      case 'right':
        this.transform({ 
          rotateY: 90,
          translateX: halfSize
        });
        break;
      case 'top':
        this.transform({ 
          rotateX: 90,
          translateY: -halfSize
        });
        break;
      case 'bottom':
        this.transform({ 
          rotateX: -90,
          translateY: halfSize
        });
        break;
    }
  }

CubeFace组件表示立方体的一个面。applyPosition方法根据面在立方体上的位置（前、后、左、右、上、下）应用不同的3D变换。每个面先旋转到正确方向，然后平移到立方体边缘位置，translateZ控制前后距离，translateX/Y控制左右/上下距离。

// 构建面内容
  @Builder
  private buildFaceContent() {
    Column({ space: 10 }) {
      // 背景色
      if (this.data.backgroundColor) {
        Column()
          .width('100%')
          .height('100%')
          .backgroundColor(this.data.backgroundColor)
      }
      
      // 图片
      if (this.data.image) {
        Image(this.data.image)
          .width('80%')
          .height('60%')
          .objectFit(ImageFit.Contain)
          .borderRadius(8)
      }
      
      // 标题
      Text(this.data.title)
        .fontSize(20)
        .fontColor(Color.White)
        .fontWeight(FontWeight.Bold)
        .textAlign(TextAlign.Center)
        .maxLines(1)
        .textOverflow({ overflow: TextOverflow.Ellipsis })
      
      // 副标题
      if (this.data.subtitle) {
        Text(this.data.subtitle)
          .fontSize(14)
          .fontColor(Color.White)
          .opacity(0.8)
          .textAlign(TextAlign.Center)
          .maxLines(2)
          .textOverflow({ overflow: TextOverflow.Ellipsis })
      }
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
    .justifyContent(FlexAlign.Center)
    .padding(20)
    .backgroundColor(this.data.color)
  }
  
  build() {
    Column()
      .width(this.config.cubeSize)
      .height(this.config.cubeSize)
      .backgroundColor(this.data.color)
      .borderRadius(12)
      .border({ width: 2, color: Color.White, style: BorderStyle.Solid })
      .opacity(this.opacity)
      .scale({ x: this.scale, y: this.scale, z: this.scale })
      {
        this.buildFaceContent()
      }
  }
}

buildFaceContent方法构建每个面的具体内容，包括背景、图片、标题和副标题。build方法创建面的容器，设置尺寸、背景色、边框和圆角。opacity和scale控制面的显示效果，可以在动画中改变这些值实现渐变和缩放效果。

3.3 自定义过渡动画

// CubeTransition.ets
// 自定义Swiper过渡动画
[@Component](/user/Component)
export struct CubeTransition {
  [@Prop](/user/Prop) index: number = 0;
  [@Prop](/user/Prop) currentIndex: number = 0;
  [@Prop](/user/Prop) config: CubeSwiperConfig;
  
  // 自定义transition属性
  @Builder
  [@CustomContentTransition](/user/CustomContentTransition)("cubeTransition")
  buildCustomTransition(progress: number) {
    const isActive = this.index === this.currentIndex;
    const direction = this.index > this.currentIndex ? 1 : -1;
    
    // 计算旋转角度
    const rotateY = direction * 90 * progress;
    const rotateX = 0;
    
    // 计算缩放
    const scale = 1 - Math.abs(progress) * 0.2;
    
    // 计算透明度
    const opacity = 1 - Math.abs(progress) * 0.5;
    
    // 计算Z轴位置
    const translateZ = this.config.cubeSize * progress;
    
    Column()
      .rotate({ x: rotateX, y: rotateY, z: 0 })
      .scale({ x: scale, y: scale, z: scale })
      .opacity(opacity)
      .translate({ z: translateZ })
  }
}

CubeTransition组件实现自定义过渡动画，通过@CustomContentTransition装饰器定义动画效果。progress参数是动画进度（0-1），根据progress计算当前项的旋转角度、缩放比例、透明度和Z轴位置。rotateY实现水平旋转，scale实现缩放效果，opacity实现淡入淡出，translateZ实现深度感。

3.4 使用Swiper实现轮播

// SwiperCube.ets
[@Component](/user/Component)
export struct SwiperCube {
  [@Prop](/user/Prop) data: CubeItemData[] = [];
  [@Prop](/user/Prop) config: CubeSwiperConfig = CubeDefaultConfig.DEFAULT_CONFIG;
  
  [@State](/user/State) currentIndex