实战|使用CSS Paint API动态创建与分辨率无关的可变背景

栏目: IT技术 · 发布时间: 4年前

来源：https://medium.com/better-programming，作者：Ferenc Almasi

现代Web应用对图像的需求量很大，它们占据网络下载的大部分字节。通过优化它们，你可以更好地利用它们的性能。如果你碰巧使用几何图形作为背景图像，有一个替代方案：你可以使用 CSS Paint API [1] 以编程方式生成背景。

在本教程中，我们将探讨其功能，并探讨如何使用它来动态创建与分辨率无关的动态背景。这将是本教程的输出：

实战|使用CSS Paint API动态创建与分辨率无关的可变背景

参考阅读：CSS届的绘图板CSS Paint API简介，张鑫旭， https://www.zhangxinxu.com/wordpress/2018/11/css-paint-api-canvas/

目录：

  • 设置项目

    • 什么是worklet？

  • 定义Worklet

    • 绘制矩形

  • 使背景动态化

    • 在CSS中检查支持

    • 访问绘画worklet中的参数

  • 总结

设置项目

首先，创建一个新的 index.html 文件，并编写如下代码： 

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>:art: CSS Paint API</title>
    <link rel="stylesheet" href="styles.css" />
  </head>
  <body>
    <textarea></textarea>
    <script>
      if ('paintWorklet' in CSS) {
        CSS.paintWorklet.addModule('pattern.js');
      }
    </script>
  </body>
</html>

有几件事要注意：

  • 在第13行，我们加载了一个新的Paint worklet。目前，全球支持率约为63％。因此，我们必须首先检查是否支持 paintWorklet 。
  • 我正在使用 textarea 进行演示，因此我们可以看到调整画布的大小将如何重绘图案。
  • 最后，你需要创建一个 pattern.js （用于注册绘画工作区）以及一个 styles.css ，我们可以在其中定义几个样式。

什么是worklet？

Paint worklet是一个定义了应该画在画布上的内容的类。它们的工作原理与 canvas 元素类似。如果你以前有这方面的知识，代码会看起来很熟悉。然而，它们并不是100%相同的。例如，在worklet中还不支持文本渲染方法。

在这里，我们还要定义CSS样式。这是我们要使用worklet的地方：

.pattern {
  width: 250px;
  height: 250px;
  border: 1px solid #000;

  background-image: paint(pattern);
}

我添加了一个黑色的边框，这样我们可以更好地看到 textarea 。要引用一个paint worklet，你需要把 paint(worklet-name) 作为一个值传递给 background-image 属性。但是 pattern 是从哪里来的呢？我们还没有定义它，所以让我们把它作为我们的下一步。

定义Worklet

打开 pattern.js 并添加以下内容： 

class Pattern {
  paint(context, canvas, properties) {

  }
}

registerPaint('pattern', Pattern);

在这里可以使用 registerPaint 方法注册 paintWorklet 。你可以在此处定义的CSS中引用第一个参数。第二个参数是定义应在canvas上绘画的类。它具有一个包含三个参数的 paint 方法： 

  • context
PaintRenderingContext2D
CanvasRenderingContext2D API
  • canvas ：这是我们的canvas，一个 PaintSize 对象，只有两个属性：width和height。
  • properties ：这将返回一个 StylePropertyMapReadOnly 对象，我们可以使用该对象通过JavaScript读取CSS属性及其值。

绘制矩形

下一步是显示一些东西，所以让我们绘制矩形。将以下内容添加到 paint 方法中： 

paint(context, canvas, properties) {
  for (let x = 0; x < canvas.height / 20; x++) {
    for (let y = 0; y < canvas.width / 20; y++) {
      const bgColor = (x + y) % 2 === 0 ? '#FFF' : '#FFCC00';

      context.shadowColor = '#212121';
      context.shadowBlur = 10;
      context.shadowOffsetX = 10;
      context.shadowOffsetY = 1;

      context.beginPath();
      context.fillStyle = bgColor;
      context.rect(x * 20, y * 20, 20, 20);
      context.fill();
    }
  }
}

我们在这里所做的就是创建一个嵌套循环，以循环遍历画布的宽度和高度。由于矩形的大小为20，因此我们要将矩形的高度和宽度除以20。

在第4行，我们可以使用模数运算符在两种颜色之间切换。我还为深度添加了一些阴影。最后，我们在画布上绘制矩形。如果在浏览器中打开它，则应具有以下内容：

实战|使用CSS Paint API动态创建与分辨率无关的可变背景

使背景动态化

遗憾的是，除了调整 textarea 的大小和一窥Paint API是如何重绘一切的，这大部分还是静态的。所以，让我们通过添加我们可以改变的自定义CSS属性来让事情变得更加动态。

打开你的 styles.css 并在其中添加以下几行： 

.pattern {
     width: 250px;
     height: 250px;
     border: 1px solid #000;

     background-image: paint(pattern);
+    --pattern-color: #FFCC00;
+    --pattern-size: 23;
+    --pattern-spacing: 0;
+    --pattern-shadow-blur: 10;
+    --pattern-shadow-x: 10;
+    --pattern-shadow-y: 1;
 }

你可以通过在CSS属性前加上 — 来定义自定义CSS属性。这些属性可以被 var() 函数使用。但在我们的案例中，我们将在我们的paint worklet中使用它。

在CSS中检查支持

为确保支持Paint API，我们还可以检查CSS中的支持。为此，我们有两个选择：

  • 使用 @supports 规则守护规则。

  • 使用后备背景图片。

/* 第一种选择 */
@supports (background: paint(pattern)) {
  /**
   * 如果该部分得到评估，则意味着Paint API 支持
   **/
}

/**
 * 第二种选择
 * 如果支持Paint API，后一条规则将覆盖第一条规则。
 * 如果不支持，CSS将使其无效，并将应用url()的规则。
 **/
.pattern {
  background-image: url(pattern.png);
  background-image: paint(pattern);
}

访问绘画worklet中的参数

要读取 pattern.js 中的这些参数，您需要向定义paint worklet的类中添加一个新方法： 

class Pattern {
  // `inputProperties`方法返回的任何东西，paint worklet都可以访问。
  static get inputProperties() {
    return [
      '--pattern-color',
      '--pattern-size',
      '--pattern-spacing',
      '--pattern-shadow-blur',
      '--pattern-shadow-x',
      '--pattern-shadow-y'
    ];
  }
}

要在 paint 方法内部访问这些属性，可以使用 properties.get ： 

paint(context, canvas, properties) {
  const props = {
    color: properties.get('--pattern-color').toString().trim(),
    size: parseInt(properties.get('--pattern-size').toString()),
    spacing: parseInt(properties.get('--pattern-spacing').toString()),
    shadow: {
      blur: parseInt(properties.get('--pattern-shadow-blur').toString()),
      x: parseInt(properties.get('--pattern-shadow-x').toString()),
      y: parseInt(properties.get('--pattern-shadow-y').toString())
    }
  };
}

对于颜色，我们需要将其转换为字符串。其他所有内容都需要转换为数字。这是因为 properties.get 返回 CSSUnparsedValue 。

实战|使用CSS Paint API动态创建与分辨率无关的可变背景
properties.get的返回值

为了使内容更具可读性，我创建了两个新函数来为我们处理解析：

paint(context, canvas, properties) {
  const getPropertyAsString = property => properties.get(property).toString().trim();
  const getPropertyAsNumber = property => parseInt(properties.get(property).toString());

  const props = {
    color: getPropertyAsString('--pattern-color'),
    size: getPropertyAsNumber('--pattern-size'),
    spacing: getPropertyAsNumber('--pattern-spacing'),
    shadow: {
      blur: getPropertyAsNumber('--pattern-shadow-blur'),
      x: getPropertyAsNumber('--pattern-shadow-x'),
      y: getPropertyAsNumber('--pattern-shadow-y')
    }
  };
}

现在我们要做的就是用相应的 prop 值替换for循环中的所有内容： 

for (let x = 0; x < canvas.height / props.size; x++) {
  for (let y = 0; y < canvas.width / props.size; y++) {
    const bgColor = (x + y) % 2 === 0 ? '#FFF' : props.color;

    context.shadowColor = '#212121';
    context.shadowBlur = props.shadow.blur;
    context.shadowOffsetX = props.shadow.x;
    context.shadowOffsetY = props.shadow.y;

    context.beginPath();
    context.fillStyle = bgColor;
    context.rect(x * (props.size + props.spacing),
                 y * (props.size + props.spacing), props.size, props.size);
    context.fill();
  }
}

现在回到你的浏览器，试着改变一下。

实战|使用CSS Paint API动态创建与分辨率无关的可变背景
在DevTools中编辑背景

总结

为什么CSS Paint API对我们有用？有哪些用例？

最明显的是，它减小了响应的大小。通过消除图像的使用，你可以节省一个网络请求和几千字节。这样可以提高性能。

对于使用DOM元素的复杂CSS效果，你还可以减少页面上的节点数量。因为你可以用Paint API创建复杂的动画，所以不需要额外的空节点。

在我看来，最大的好处是它的可定制性远高于静态背景图片。API还可以创建与分辨率无关的图像，所以你不用担心错过单一屏幕尺寸。

如果你今天选择使用CSS Paint API，请确保你提供polyfill，因为它仍然没有被广泛采用。如果你想调整完成的项目，你可以从这个 GitHub仓库 [2] 中克隆它。

绿皮书正式版 ：经过前两个版本的积累和历经三年的全面重写，这本书终于达成技术剖析和用户体验的完美契合。

广深铸就宏篇 ：论深，本书深究JS之所以然，举世无可出其右；论广，本书遍历语义之细部，看罢再无机理之惑。

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修炼重在重学 ：混合App|Node服务端|FaaS云原生|前端智能化时代，回归本质重修这门基础课才能走得更远更快。

参考资料

[1]

CSS Paint API: https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/CSS_Painting_API

[2]   

GitHub仓库: https://github.com/flowforfrank/css-paint

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