CSS Paint Worklet: Canvas API로 맞춤형 그래픽 구현하기

웹 디자인 세계는 끊임없이 진화하고 있습니다. 개발자로서 우리는 항상 더욱 풍부하고 매력적인 사용자 경험을 만들 방법을 찾고 있습니다. 기존 CSS는 스타일링을 위한 광범위한 툴킷을 제공하지만, 때로는 사전 정의된 모양과 효과의 제한에서 벗어날 수 있는 더 많은 것이 필요합니다. 바로 Houdini 프로젝트의 일부인 CSS Paint Worklet이 등장하는 곳입니다. 이를 통해 CSS 내에서 직접 사용자 정의 드로잉 함수를 정의하여 완전히 새로운 시각적 가능성의 세계를 열 수 있습니다.

CSS Paint Worklet이란 무엇입니까?

CSS Paint Worklet은 기본적으로 배경, 테두리 또는 이미지를 허용하는 기타 속성에 직접 그릴 수 있는 함수를 정의하는 JavaScript 모듈입니다. 시각적 요소를 그리기 위해 CSS에서 호출할 수 있는 작고 특수한 JavaScript 프로그램이라고 생각하십시오. 이는 브라우저에서 2D 그래픽을 만들기 위한 강력한 도구인 Canvas API를 활용하여 수행됩니다.

Paint Worklet을 사용하는 주요 이점은 성능입니다. Worklet API 덕분에 별도의 스레드에서 실행되므로 기본 스레드를 차단하지 않아 복잡한 그래픽을 처리할 때도 부드럽고 반응성이 뛰어난 사용자 환경을 보장합니다.

Paint Worklet을 사용하는 이유는 무엇입니까?

• 성능: 별도의 스레드에서 실행되어 기본 스레드 차단을 방지합니다. 이는 특히 처리 능력이 제한된 장치에서 고품질 사용자 경험을 유지하는 데 중요한 더욱 부드러운 애니메이션과 더욱 반응성이 뛰어난 UI로 이어집니다.
• 사용자 정의: 표준 CSS의 기능을 넘어서는 독특하고 복잡한 디자인을 만듭니다. CSS 내에서 직접 복잡한 패턴, 동적 텍스처 또는 대화형 시각화를 생성한다고 상상해 보십시오.
• 재사용성: 사용자 정의 드로잉 로직을 한 번 정의하고 전체 웹사이트에서 재사용합니다. 이는 코드 유지 관리성을 높이고 중복성을 줄여 CSS를 더욱 효율적이고 관리하기 쉽게 만듭니다.
• 동적 스타일링: CSS 사용자 정의 속성(변수)을 활용하여 페인트 함수의 동작과 모양을 동적으로 제어합니다. 이를 통해 사용자 상호 작용, 데이터 변경 또는 기타 동적 요인에 응답하는 그래픽을 만들 수 있습니다.

Canvas API 이해

Canvas API는 Paint Worklet을 구동하는 엔진입니다. 모양, 이미지, 텍스트 등을 사각형 캔버스 요소에 그리기 위한 JavaScript 함수 세트를 제공합니다. 프로그래밍 방식으로 원하는 시각적 요소를 만들 수 있는 빈 슬레이트라고 생각하십시오.

이해해야 할 몇 가지 주요 개념은 다음과 같습니다.

• 캔버스 요소: 그림이 그려지는 HTML 요소입니다. Paint Worklet을 사용할 때 <canvas> 요소를 직접 만들지는 않지만 API는 기본 드로잉 표면을 제공합니다.
• 컨텍스트: 컨텍스트 객체는 그리기 위한 메서드와 속성을 제공합니다. 일반적으로 canvas.getContext('2d')를 사용하여 2D 렌더링 컨텍스트를 얻습니다.
• 경로: 모양을 정의하는 드로잉 명령의 시퀀스입니다. moveTo(), lineTo(), arc() 및 bezierCurveTo()와 같은 메서드를 사용하여 경로를 만들 수 있습니다.
• 스타일링: fillStyle(모양 채우기용), strokeStyle(모양 윤곽선용) 및 lineWidth와 같은 속성을 사용하여 그림의 모양을 제어합니다.
• 변환: 크기 조정, 회전 및 변환과 같은 변환을 적용하여 그림의 위치와 방향을 조작합니다.

첫 번째 Paint Worklet 만들기

Paint Worklet을 만들고 사용하는 방법을 설명하기 위해 간단한 예제를 살펴보겠습니다. 대각선 줄무늬 패턴을 그리는 Worklet을 만들 것입니다.

1. Worklet 파일 만들기(striped.js)

`striped.js`라는 새 JavaScript 파일을 만듭니다. 이 파일에는 Paint Worklet에 대한 코드가 포함됩니다.

```javascript // striped.js registerPaint('striped', class { static get inputProperties() { return ['--stripe-color']; } paint(ctx, geom, properties) { const stripeColor = properties.get('--stripe-color').toString(); const width = geom.width; const height = geom.height; ctx.fillStyle = stripeColor || 'black'; for (let i = 0; i < width + height; i += 20) { ctx.beginPath(); ctx.moveTo(i, 0); ctx.lineTo(0, i); ctx.lineTo(0, i + 10); ctx.lineTo(i + 10, 0); ctx.closePath(); ctx.fill(); } } }); ```

설명:

• registerPaint('striped', class { ... }): 이 명령어는 Paint Worklet을 'striped'라는 이름으로 등록합니다. 이것은 CSS에서 이 Worklet을 참조하는 데 사용할 이름입니다.
• static get inputProperties() { return ['--stripe-color']; }: 이 명령어는 Worklet에서 사용할 CSS 사용자 정의 속성을 정의합니다. 이 경우에는 스트라이프의 색상을 제어하기 위해 `--stripe-color`라는 사용자 정의 속성을 사용합니다.
• paint(ctx, geom, properties) { ... }: 이것은 드로잉을 수행하는 메인 함수입니다. 세 가지 인수를 받습니다.
  • ctx: Canvas API의 2D 렌더링 컨텍스트입니다. 여기서 모든 드로잉 메서드를 호출합니다.
  • geom: 페인트되는 요소의 너비와 높이를 포함하는 객체입니다.
  • properties: inputProperties에 지정된 입력 속성의 값을 포함하는 StylePropertyMapReadOnly 객체입니다.
• ctx.fillStyle = stripeColor || 'black';: `--stripe-color` 사용자 정의 속성의 값으로 채우기 색상을 설정하고 속성이 정의되지 않은 경우 검은색으로 설정합니다.
• for 루프는 스트라이프를 그리기 위해 반복하여 일련의 대각선을 만듭니다.

2. HTML에서 Worklet 등록

CSS에서 Worklet을 사용하기 전에 JavaScript를 사용하여 등록해야 합니다.

```html ```

설명:

• 먼저 브라우저에서 paintWorklet API가 지원되는지 확인합니다.
• 그렇다면 CSS.paintWorklet.addModule('striped.js')를 사용하여 Worklet을 등록합니다.
• Paint Worklet을 지원하지 않는 브라우저에 대한 대체도 포함합니다. 여기에는 정적 이미지 또는 유사한 효과를 얻기 위한 다른 CSS 기술을 사용하는 것이 포함될 수 있습니다.

3. CSS에서 Worklet 사용

이제 CSS에서 `paint()` 함수를 사용하여 Worklet을 모든 요소에 적용할 수 있습니다.

```css .striped-element { width: 200px; height: 100px; --stripe-color: steelblue; background-image: paint(striped); } ```

설명:

• background-image 속성을 paint(striped)로 설정하여 브라우저에 등록된 Worklet을 사용하여 요소의 배경을 페인트하도록 지시합니다.
• 또한 스트라이프 색상을 제어하기 위해 `--stripe-color` 사용자 정의 속성을 `steelblue`로 설정합니다. 이 값을 유효한 CSS 색상으로 변경하여 모양을 사용자 지정할 수 있습니다.

고급 기술

이제 Paint Worklet에 대한 기본적인 이해가 있으므로 몇 가지 더 고급 기술을 살펴보겠습니다.

동적 스타일링을 위한 CSS 사용자 정의 속성 사용

Paint Worklet의 가장 강력한 기능 중 하나는 CSS 사용자 정의 속성(변수)을 사용하여 동작과 모양을 동적으로 제어할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 사용자 상호 작용, 데이터 변경 또는 기타 동적 요인에 응답하는 그래픽을 만들 수 있습니다.

예를 들어 사용자 정의 속성을 사용하여 `striped` Worklet에서 스트라이프의 두께를 제어할 수 있습니다.

```javascript // striped.js registerPaint('striped', class { static get inputProperties() { return ['--stripe-color', '--stripe-thickness']; } paint(ctx, geom, properties) { const stripeColor = properties.get('--stripe-color').toString(); const stripeThickness = parseInt(properties.get('--stripe-thickness').toString(), 10) || 10; const width = geom.width; const height = geom.height; ctx.fillStyle = stripeColor || 'black'; for (let i = 0; i < width + height; i += stripeThickness * 2) { ctx.beginPath(); ctx.moveTo(i, 0); ctx.lineTo(0, i); ctx.lineTo(0, i + stripeThickness); ctx.lineTo(i + stripeThickness, 0); ctx.closePath(); ctx.fill(); } } }); ```

그런 다음 CSS에서:

```css .striped-element { width: 200px; height: 100px; --stripe-color: steelblue; --stripe-thickness: 20; background-image: paint(striped); } .striped-element:hover { --stripe-thickness: 10; } ```

이렇게 하면 사용자가 요소 위로 마우스를 가져가면 스트라이프가 더 얇아집니다.

복잡한 모양과 패턴 만들기

Canvas API는 복잡한 모양과 패턴을 그리기 위한 다양한 메서드를 제공합니다. 이러한 메서드를 사용하여 간단한 기하학적 모양에서 복잡한 프랙탈 패턴에 이르기까지 모든 것을 만들 수 있습니다.

예를 들어 바둑판 패턴을 그리는 Paint Worklet을 만들 수 있습니다.

```javascript registerPaint('checkerboard', class { paint(ctx, geom) { const size = 20; const width = geom.width; const height = geom.height; for (let i = 0; i < width; i += size) { for (let j = 0; j < height; j += size) { if ((i / size + j / size) % 2 === 0) { ctx.fillStyle = 'black'; } else { ctx.fillStyle = 'white'; } ctx.fillRect(i, j, size, size); } } } }); ```

그런 다음 CSS에서 사용할 수 있습니다.

```css .checkerboard-element { width: 200px; height: 100px; background-image: paint(checkerboard); } ```

애니메이션 구현

Paint Worklet은 시간이 지남에 따라 모양을 제어하는 사용자 정의 속성을 업데이트하여 애니메이션을 만드는 데 사용할 수 있습니다. CSS 애니메이션, JavaScript 애니메이션 또는 Web Animations API를 사용하여 이러한 변경 사항을 유도할 수 있습니다.

예를 들어 `--stripe-offset` 사용자 정의 속성을 애니메이션하여 움직이는 스트라이프 효과를 만들 수 있습니다.

```javascript // animated-stripes.js registerPaint('animated-stripes', class { static get inputProperties() { return ['--stripe-color', '--stripe-offset']; } paint(ctx, geom, properties) { const stripeColor = properties.get('--stripe-color').toString(); const stripeOffset = parseFloat(properties.get('--stripe-offset').toString()); const width = geom.width; const height = geom.height; const stripeThickness = 20; ctx.fillStyle = stripeColor || 'black'; for (let i = -width; i < width + height; i += stripeThickness * 2) { const offset = i + stripeOffset; ctx.beginPath(); ctx.moveTo(offset, 0); ctx.lineTo(0, offset); ctx.lineTo(0, offset + stripeThickness); ctx.lineTo(offset + stripeThickness, 0); ctx.closePath(); ctx.fill(); } } }); ``` ```css .animated-stripes-element { width: 200px; height: 100px; --stripe-color: steelblue; --stripe-offset: 0; background-image: paint(animated-stripes); animation: moveStripes 5s linear infinite; } @keyframes moveStripes { from { --stripe-offset: 0; } to { --stripe-offset: 100; } } ```

모범 사례 및 고려 사항

• 성능: Paint Worklet은 성능이 뛰어나도록 설계되었지만 코드를 최적화하는 것이 여전히 중요합니다. 불필요한 계산을 피하고 효율적인 드로잉 기술을 사용하십시오. Chrome DevTools 성능 패널과 같은 도구를 사용하여 병목 현상을 식별하고 해결하십시오.
• 브라우저 호환성: Paint Worklet은 비교적 새로운 기술이므로 브라우저 지원은 여전히 진화하고 있습니다. 지원하지 않는 브라우저에 대한 대체 기능을 제공해야 합니다. [Can I use](https://caniuse.com/?search=paint%20api) 웹사이트는 브라우저 지원에 대한 최신 정보를 제공합니다.
• 코드 구성: Worklet 코드를 깔끔하고 잘 구성된 상태로 유지하십시오. 주석을 사용하여 로직을 설명하고 복잡한 작업을 더 작고 관리하기 쉬운 함수로 분해하십시오. Webpack 또는 Parcel과 같은 모듈 번들러를 사용하여 종속성을 관리하고 빌드 프로세스를 단순화하는 것을 고려하십시오.
• 접근성: 사용자 정의 그래픽이 모든 사용자에게 접근 가능한지 확인하십시오. 이미지에 대한 대체 텍스트 설명을 제공하고 ARIA 속성을 사용하여 사용자 정의 UI 요소에 대한 의미론적 정보를 제공하십시오. 시각 장애가 있는 사용자의 요구 사항을 고려하고 디자인이 보조 기술과 호환되는지 확인하십시오.
• 보안: Paint Worklet은 JavaScript를 실행하므로 보안 영향을 염두에 두십시오. 신뢰할 수 없는 데이터를 사용하거나 잠재적으로 유해한 코드를 실행하지 마십시오. 보안 코딩에 대한 모범 사례를 따라 사용자를 보안 취약성으로부터 보호하십시오. 잠재적인 보안 위험에 대해 코드를 정기적으로 검토하고 알려진 취약성을 해결하기 위해 종속성을 최신 상태로 유지하십시오.

실제 예제

Paint Worklet은 다양한 실제 애플리케이션에서 놀랍고 매력적인 사용자 경험을 만드는 데 사용되고 있습니다.

• 대화형 데이터 시각화: Paint Worklet을 사용하여 CSS 내에서 직접 동적이고 대화형 데이터 시각화를 만들 수 있습니다. 이를 통해 사용자 상호 작용 및 데이터 변경에 응답하는 대시보드, 차트 및 그래프를 만들 수 있습니다. 실시간 주식 시장 추적기 또는 대화형 지리적 지도와 같은 예를 고려하십시오.
• 사용자 정의 UI 구성 요소: Paint Worklet을 사용하여 표준 HTML 요소의 제한을 넘어서는 사용자 정의 UI 구성 요소를 만들 수 있습니다. 이를 통해 특정 요구 사항에 맞는 독특하고 시각적으로 매력적인 사용자 인터페이스를 만들 수 있습니다. 사용자 정의 진행률 표시줄, 슬라이더 및 버튼이 그 예입니다.
• 예술적 효과: Paint Worklet을 사용하여 텍스처, 패턴 및 애니메이션과 같은 광범위한 예술적 효과를 만들 수 있습니다. 이를 통해 웹 디자인에 창의성과 개성을 더할 수 있습니다. 사용자 정의 배경, 테두리 또는 장식 요소를 만드는 것을 고려하십시오.
• 게임 개발: Paint Worklet에서 Canvas API를 사용하면 사이트 스타일 내에서 직접 가벼운 게임 요소를 사용할 수 있습니다. 간단한 애니메이션 또는 시각적 피드백은 JavaScript 오버헤드 없이 통합할 수 있습니다.

결론

CSS Paint Worklet은 CSS 내에서 직접 사용자 정의의 동적이고 성능이 뛰어난 그래픽을 만들기 위한 강력한 도구입니다. Canvas API를 활용하고 별도의 스레드에서 실행하여 유연성과 성능의 고유한 조합을 제공합니다. 브라우저 지원이 계속 개선됨에 따라 Paint Worklet은 웹 개발 툴킷에서 점점 더 중요한 부분이 될 것입니다.

제공된 예제를 사용하여 실험하고 Canvas API 문서를 탐색하고 창의력을 발휘하십시오! 가능성은 정말 무한합니다.

추가 학습

• MDN Web Docs: CSS Painting API
• Houdini.how: Paint API
• Smashing Magazine: An Introduction to the CSS Paint API
• Can I Use: CSS Paint API Browser Support