如何使用CSS Paint API动态创建与分辨率无关的可变背景


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:

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>🎨 CSS Paint API</title>
    <link rel="stylesheet" href="styles.css" />
  </head>
  <body>
    <textarea class="pattern"></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:这将返回一个 PaintRenderingContext2D 对象,该对象实现 CanvasRenderingContext2D API 的子集。
  • 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:

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

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。

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 仓库中克隆它。


来源:https://medium.com/better-programming,作者:Ferenc Almasi,翻译:公众号《前端全栈开发者》


文章作者: 张张
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