使用 CSS Paint API 动态创建与分辨率无关的可变背景效果
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：
参考阅读：CSS届的绘图板CSS Paint API简介
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 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 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：
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 。
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。
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。
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。
超语言之思想 ：万法归宗异曲同工，剥去JS外壳，本书居高处辨析语言奥义的技术大局观，适用于所有编程语言。
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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