现代 CSS

CSS Paint API

作者：大漠 日期：2018-01-30 点击：3196
CSS Paint API
Houdini

特别声明：如果您喜欢小站的内容，可以点击申请会员进行全站阅读。如果您对付费阅读有任何建议或想法，欢迎发送邮件至: airenliao@gmail.com!或添加QQ：874472854(^_^)

CSS Paint API是W3C规范中之一，目前的版本是Level1。它也被称为CSS Custom Paint或者Houdini's Paint Worklet。对于开发者而言，有一个值得高兴的是，Chrome65将会支持该API。也就是说，可以使用CSS Paint API提供的registerPaint(name, paintCtor)做一些事情。

那么CSS Paint API是什么？你能用它做什么？它又是如何工作的呢？带着一系列的为什么，我们开启对CSS Paint API的初探。

什么是CSS Paint

先来了解CSS Paint是什么？在理解这个概念之前，我们先来回忆一下，我们在平时写CSS时是如何给一个元素设置背景图片。了解CSS的同学，都应该知道，采用background-image属性，比如:

background-image: url(xxx.jpg)

或者：

background-image: linear-gradient(to bottom, red, green)

除了给background-image指定一个图片之外，还可以是渐变（CSS中的渐变相当于一张背景图片）。而我们要了解的CSS Paint则是通过JavaScript的方式，让你在CSS中能够引入用JavaScript编写的图形。感觉有点类似于HTML5中的canvas，对吗？如果你继续往后看，你会越加有这样的感觉。

写一个Paint Worklet

先定义一个叫作myPainter的Paint Worklet，接下来使用CSS.paintWorklet.addModule('my-paint-worklet.js')来加载已定义好的CSS Paint Worklet。在my-paint-worklet.js文件中，使用registerPaint函数来注册一个Paint Woklet的类：

class MyPainter {
    paint(ctx, geometry, properties) {
        // ...
    }
}

registerPaint('myPainter', MyPainter)

在paint()回调中，我们可以使用<canvas>中CanvasRenderingContext2D的ctx方法。如果你熟悉<canvas>，那么你就可以知道怎么绘制Paint Worklet。geometry用来指定画布的width和height，properties可以获取自定义元素属性，这么说有点抽象，后面会介绍到该属性。

特别声明：CSS Paint中的Paint Worklet的ctx和<canvas>中的ctx并不是百分之百的相同。到目前为止，文本渲染的方法是无法使用的，这主要是出于安全原因，你无法从画布上读取像素。

来看一个简单的示例。先创建一个index.html文件：

<!doctype html>
<html>
    <head>
        <style>
            body {
                width: 100vw;
                height: 100vh;
                background-image: paint(checkerboard);
            }
        </style>
        <script>
            CSS.paintWorklet.addModule('checkerboard.js')
        </script>
    </head>
    <body>
    </body>
</html>

然后创建checkerboard.js，并在这个文件中添加下面的代码：

class CheckerboardPainter {
    paint(ctx, geom, properties) {
        const colors = ['red', 'green', 'blue'];
        const size = 32;
        for(let y = 0; y < geom.height/size; y++) {
            for(let x = 0; x < geom.width/size; x++) {
                const color = colors[(x + y) % colors.length];
                ctx.beginPath();
                ctx.fillStyle = color;
                ctx.rect(x * size, y * size, size, size);
                ctx.fill();
            }
        }
    }
}

registerPaint('checkerboard', CheckerboardPainter);

到时将会看到的效果如下所示：

上面的示例，先定义了一个叫CheckboardPainter的Paint Worklet，并且将之注册为checkboard，然后通过CSS.paintWorklet.addModule()的方法加载这个Paint Worklet。最后在CSS中，使用paint(checkboard)给指定的元素添加背景图。其最终效果正如上图所示。

可能你会纳闷，这样的效果使用background-image就能实现（不管是调用图片，还是使用linear-gradient都可以实现类似效果）。那他们两者之间有何区别吗？其实两者是有所区别的：

CSS Paint与background-image的差别就是background-image是根据代码计算出来的，不会随着元素的大小变化而伸缩。而CSS Paint绘制的图像总是会和元素容器所需保持一样的大。也就是说，让你修改元素大小可视区域时，CSS Paint绘制的图像会重新绘制。言外之意，背景图像总是和它所需要的一样大，包括对高密度（Hight-density）显示器的补偿。

是不是很酷。

个性化Paint Worklet

前面提到过，定义一个Paint Worklet时paint()方法接受三个参数，其中第三个参数properties可以让Paint Worklet可以访问其他CSS属性，这就是properties参数的强大之处。通过一个静态的类，比如inputProperties属性，你可以对任何CSS属性，包括自定义属性进行更改。这些值将通过properties参数提供给你。

比如下面这个例子。同样先创建一个index.html文件，在文件中加入下面的代码：

<!doctype html>
<html>
    <head>
        <style>
            body {
                width: 100vw;
                height: 100vh;
                --checkerboard-spacing: 10;
                --checkerboard-size: 32;
                background-image: paint(checkerboard);
            }
        </style>  
        <script>
            CSS.paintWorklet.addModule('checkerboard.js')
        </script>  
    </head>
    <body>
    </body>
</html>

然后在创建的checkerboard.js文件中加入下面的代码：

class CheckerboardPainter {
    static get inputProperties() {
        return [
            '--checkerboard-spacing',
            '--checkerboard-size'
        ]
    }

    paint(ctx, geom, properties) {
        const size = parseInt(properties.get('--checkerboard-size').toString());
        const spacing = parseInt(properties.get('--checkerboard-spacing').toString());
        const colors = ['red', 'green', 'blue'];

        for(let y = 0; y < geom.height/size; y++) {
            for(let x = 0; x < geom.width/size; x++) {
                ctx.fillStyle = colors[(x + y) % colors.length];
                ctx.beginPath();
                ctx.rect(x*(size + spacing), y*(size + spacing), size, size);
                ctx.fill();
            }
        }
    }
}

registerPaint('checkerboard', CheckerboardPainter);

现在我们可以使用相同的代码来处理所有不同类型的格子效果。但更爽的是，现在可以通过开发者调试工具，在找到正确的外观之前，对这些值进行修改。

在 CheckerboardPainter 类中，给静态属性 inputProperties 定义了两个属性：--checkerboard-spacing 和 --checkerboard-size，这两个属性可以像一般的 CSS 的属性一样使用于 HTML 元素，而这两个属性的值将被 paint() 的第三个参数 properties 获得，被用于生产图像。所以，如果修改 body 的 --checkerboard-spacing 或者 --checkerboard-size 属性，背景图将会发生改变，正如上面的录屏展示的效果一样。

注意：如果把颜色也参数化是不是很有意？spec允许paint()函数获取参数列表。这个特性还没有在Chrome中实现，因为它目前还严重依赖于Houdini的属性和值的API，让其能正常工作，还需要一些时间。

不支持Paint Worklet的浏览器

到目前为止，只有Chrome浏览器支持Paint Worklet（Chrome 65可以看到效果）。尽管其他浏览器都发出响应将会支持CSS Paint API的特性，但到目前依旧没有啥进展。为了跟上时代的发展，Houdini支持吗？与此同时，就算浏览器还不支持CSS Paint的Paint Worklet，我们也要确保使用渐进增加来保证你的代码能正常运行。为了确保这一点，你必须在CSS和JavaScript中调整你的代码。

如果你从未接触过Houdini，甚至说都不知道他是什么？建议你点击这里对Houdini进行一些简单的了解。另外这里有一个CSS Houdini的示例仓库，这些示例将向你展示Houdini的神奇之处。

回到正题上来吧，对于不支持的浏览器，可以通过检查CSS对象，实现对JavaScript中Paint Worklet支持情况做一个检测：

if ('paintWorklet' in CSS) {
    CSS.paintWorklet.addModule('mystuff.js');
}

而在CSS通过@supports来做相应的检测：

@supports (background: paint(id)) {
    body {
        background-image: paint(checkerboard);
    }
}

另外，众所周知，如果浏览器遇到一个未知的属性，则会忽略此属性声明的规则。如果你对同一个属性进行两次声明，前者是CSS的属性，其后紧跟Paint Worklet，你就可以对不支持CSS Paint的浏览器做降级处理。比如下面这样：

body {
    background-image: linear-gradient(0, red, blue);
    background-image: paint(myGradient, red, blue);
}

这样一来，支持CSS Paint的浏览器，第二个background-image将会覆盖第一个。在不支持CSS Paint的浏览器，第二个属性规则将会示为无效，而第一个background-image将会起作用。

示例

在众多CSS Paint的示例中，其中一些比其他的示列更易理解。其中一个比较易于理解的示例就是使用CSS Paint来减少对DOM元素。通常，元素的添加纯粹是为了使用CSS创建修饰。例如，在Material Design Lite中的button的Ripple效果。为了实现这个效果，添加了两个额外的<span>元素。如果你的Web页面有很多这样的按钮效果，那么你就要增加很多个DOM元素，因此可能影响你的页面性能。如果使用CSS Paint来实现Ripple效果，你不需要添加任何额外的DOM元素。此外，你还拥有更易于自定义的属性。

使用CSS Paint的另一个好处是，在大多数的情况下，能解决很多CSS无法解决的事情，而且代码量也少。当然，其中也有一个取舍问题。当画布的大小或任何参数发生变化时，绘图的代码将会运行。因此，如果你的代码很复杂，那需要很长的时间，它可能会引入jank。Chrome正在处理主要线程上的Paint Worklet，因此即使运行时间长，Paint Worklet也不会影响主线程的响应能力。

对于我来说，最令人兴奋的前景是，CSS Paint可以很快的为CSS新特性创建Polyfill。比如conic-gradient的Polyfill。另外的一个例子，在CSS会议中，它决定你现在可以有多个边框颜色。在这个会议还在进行之时，@Kilpatrick就通过CSS Paint为其写了一个对应的Polyfill。

不规则盒子的思考

大多数人在学习CSS Paint时都从background-image和border-image着手。其实另一个值得我们思考的是，如果使用 CSS Paint的mask-image可以让DOM元素具有任意形状。比如钻石形状：

写在最后

CSS Paint在Chrome Canary中已有一段时间。值得庆幸的是，在Chrome 65中将会默认启用CSS Paint。对于开发者而言，我们应该不断去尝试新的可能性，CSS Paint将会让我们打开更多的思路，为你的灵感提供更多于创作的空间。可以看看@Vincent De Oliveira收藏的一些案例。或许在这些案例中，你也能产生一些新的灵感。

特别声明：此篇文章内容来源于@Surma的《CSS Paint API》一文。

大漠

常用昵称“大漠”，W3CPlus创始人，目前就职于手淘。对HTML5、CSS3和Sass等前端脚本语言有非常深入的认识和丰富的实践经验，尤其专注对CSS3的研究，是国内最早研究和使用CSS3技术的一批人。CSS3、Sass和Drupal中国布道者。2014年出版《图解CSS3：核心技术与案例实战》。

如需转载，烦请注明出处：https://www.w3cplus.com/css/css-paint-api.htmlNike Magista Obra

返回顶部