CSS Paint Worklet: Pielāgotas grafikas izveide ar Canvas API

Tīmekļa dizaina pasaule nepārtraukti attīstās. Kā izstrādātāji mēs vienmēr meklējam veidus, kā radīt bagātāku un saistošāku lietotāja pieredzi. Lai gan tradicionālais CSS piedāvā plašu rīku klāstu stilizēšanai, dažreiz mums ir nepieciešams kaut kas vairāk – veids, kā atbrīvoties no iepriekš definētu formu un efektu ierobežojumiem. Tieši šeit palīdz CSS Paint Worklets, kas ir daļa no Houdini projekta. Tie ļauj definēt pielāgotas zīmēšanas funkcijas tieši jūsu CSS, paverot pilnīgi jaunu vizuālo iespēju pasauli.

Kas ir CSS Paint Worklet?

CSS Paint Worklet būtībā ir JavaScript modulis, kas definē funkciju, kura spēj zīmēt tieši fonā, apmalē vai jebkurā citā rekvizītā, kas pieņem attēlu. Uztveriet to kā nelielu, specializētu JavaScript programmu, ko jūsu CSS var izsaukt, lai uzzīmētu vizuālos elementus. Tas tiek panākts, izmantojot Canvas API – jaudīgu rīku 2D grafikas veidošanai pārlūkprogrammā.

Galvenā Paint Worklets izmantošanas priekšrocība ir veiktspēja. Tā kā tie darbojas atsevišķā pavedienā (pateicoties Worklet API), tie nebloķē galveno pavedienu, nodrošinot vienmērīgu un atsaucīgu lietotāja pieredzi pat strādājot ar sarežģītu grafiku.

Kāpēc izmantot Paint Worklets?

• Veiktspēja: Darbojas atsevišķā pavedienā, novēršot galvenā pavediena bloķēšanu. Tas nodrošina plūdenākas animācijas un atsaucīgāku lietotāja saskarni, kas ir būtiski, lai uzturētu augstas kvalitātes lietotāja pieredzi, īpaši ierīcēs ar ierobežotu apstrādes jaudu.
• Pielāgošana: Izveidojiet unikālus un sarežģītus dizainus, kas pārsniedz standarta CSS iespējas. Iedomājieties, ka varat ģenerēt sarežģītus rakstus, dinamiskas tekstūras vai interaktīvas vizualizācijas tieši savā CSS.
• Atkārtota izmantošana: Definējiet savu pielāgoto zīmēšanas loģiku vienreiz un izmantojiet to atkārtoti visā savā vietnē. Tas veicina koda uzturējamību un samazina dublēšanos, padarot jūsu CSS efektīvāku un vieglāk pārvaldāmu.
• Dinamiskā stilizēšana: Izmantojiet CSS pielāgotos rekvizītus (mainīgos), lai dinamiski kontrolētu savas zīmēšanas funkcijas darbību un izskatu. Tas ļauj jums izveidot grafiku, kas reaģē uz lietotāja darbībām, datu izmaiņām vai citiem dinamiskiem faktoriem.

Izpratne par Canvas API

Canvas API ir dzinējs, kas darbina Paint Worklets. Tas nodrošina JavaScript funkciju kopumu formu, attēlu, teksta un citu elementu zīmēšanai uz taisnstūrveida "canvas" elementa. Uztveriet to kā tīru audeklu, uz kura varat programmatiski izveidot jebkuru vizuālo elementu, ko vēlaties.

Šeit ir daži galvenie jēdzieni, kas jāizprot:

• Canvas elements: HTML elements, kurā notiek zīmēšana. Lai gan, izmantojot Paint Worklets, jūs tieši neveidosiet <canvas> elementu, API nodrošina zīmēšanas pamatvirsmu.
• Konteksts: Konteksta objekts nodrošina metodes un rekvizītus zīmēšanai. Parasti jūs iegūstat 2D renderēšanas kontekstu, izmantojot canvas.getContext('2d').
• Ceļi (Paths): Zīmēšanas komandu secība, kas definē formu. Jūs varat izveidot ceļus, izmantojot tādas metodes kā moveTo(), lineTo(), arc() un bezierCurveTo().
• Stilizēšana: Kontrolējiet savu zīmējumu izskatu, izmantojot tādus rekvizītus kā fillStyle (formu aizpildīšanai), strokeStyle (formu kontūrām) un lineWidth.
• Transformācijas: Pielietojiet transformācijas, piemēram, mērogošanu, rotāciju un pārvietošanu, lai manipulētu ar savu zīmējumu pozīciju un orientāciju.

Sava pirmā Paint Worklet izveide

Apskatīsim vienkāršu piemēru, lai ilustrētu, kā izveidot un izmantot Paint Worklet. Mēs izveidosim Worklet, kas zīmē diagonālu svītru rakstu.

1. Izveidojiet Worklet failu (striped.js)

Izveidojiet jaunu JavaScript failu ar nosaukumu `striped.js`. Šis fails saturēs mūsu Paint Worklet kodu.

```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(); } } }); ```

Paskaidrojums:

• registerPaint('striped', class { ... }): Tas reģistrē mūsu Paint Worklet ar nosaukumu 'striped'. Šo nosaukumu jūs izmantosiet savā CSS, lai atsauktos uz šo Worklet.
• static get inputProperties() { return ['--stripe-color']; }: Šis definē CSS pielāgotos rekvizītus, kurus izmantos mūsu Worklet. Šajā gadījumā mēs izmantojam pielāgotu rekvizītu ar nosaukumu `--stripe-color`, lai kontrolētu svītru krāsu.
• paint(ctx, geom, properties) { ... }: Šī ir galvenā funkcija, kas veic zīmēšanu. Tā saņem trīs argumentus:
  • ctx: Canvas API 2D renderēšanas konteksts. Šeit jūs izsauksiet visas savas zīmēšanas metodes.
  • geom: Objekts, kas satur zīmējamā elementa platumu un augstumu.
  • properties: StylePropertyMapReadOnly objekts, kas satur inputProperties norādīto ievades rekvizītu vērtības.
• ctx.fillStyle = stripeColor || 'black';: Iestata aizpildījuma krāsu uz `--stripe-color` pielāgotā rekvizīta vērtību vai melnu, ja rekvizīts nav definēts.
• for cikls iterē, lai zīmētu svītras, veidojot diagonālu līniju sēriju.

2. Reģistrējiet Worklet savā HTML

Pirms varat izmantot Worklet savā CSS, jums tas ir jāreģistrē, izmantojot JavaScript.

```html ```

Paskaidrojums:

• Vispirms mēs pārbaudām, vai pārlūkprogramma atbalsta paintWorklet API.
• Ja atbalsta, mēs izmantojam CSS.paintWorklet.addModule('striped.js'), lai reģistrētu mūsu Worklet.
• Mēs arī iekļaujam rezerves risinājumu pārlūkprogrammām, kas neatbalsta Paint Worklets. Tas varētu ietvert statiska attēla izmantošanu vai citas CSS tehnikas pielietošanu, lai panāktu līdzīgu efektu.

3. Izmantojiet Worklet savā CSS

Tagad jūs varat izmantot `paint()` funkciju savā CSS, lai piemērotu Worklet jebkuram elementam.

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

Paskaidrojums:

• Mēs iestatām background-image rekvizītu uz paint(striped), kas norāda pārlūkprogrammai izmantot mūsu reģistrēto Worklet, lai zīmētu elementa fonu.
• Mēs arī iestatām `--stripe-color` pielāgoto rekvizītu uz `steelblue`, lai kontrolētu svītru krāsu. Jūs varat mainīt šo vērtību uz jebkuru derīgu CSS krāsu, lai pielāgotu izskatu.

Padziļinātas tehnikas

Tagad, kad jums ir pamatzināšanas par Paint Worklets, izpētīsim dažas sarežģītākas tehnikas.

CSS pielāgoto rekvizītu izmantošana dinamiskai stilizēšanai

Viena no jaudīgākajām Paint Worklets funkcijām ir iespēja izmantot CSS pielāgotos rekvizītus (mainīgos), lai dinamiski kontrolētu to darbību un izskatu. Tas ļauj jums izveidot grafiku, kas reaģē uz lietotāja darbībām, datu izmaiņām vai citiem dinamiskiem faktoriem.

Piemēram, jūs varētu izmantot pielāgotu rekvizītu, lai kontrolētu svītru biezumu mūsu `striped` Worklet:

```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(); } } }); ```

Pēc tam savā CSS:

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

Tas padarītu svītras plānākas, kad lietotājs virza kursoru virs elementa.

Sarežģītu formu un rakstu veidošana

Canvas API nodrošina plašu metožu klāstu sarežģītu formu un rakstu zīmēšanai. Jūs varat izmantot šīs metodes, lai izveidotu visu, sākot no vienkāršām ģeometriskām formām līdz sarežģītiem fraktāļu rakstiem.

Piemēram, jūs varētu izveidot Paint Worklet, kas zīmē šaha galdiņa rakstu:

```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); } } } }); ```

Un pēc tam izmantot to savā CSS:

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

Animāciju ieviešana

Paint Worklets var izmantot animāciju veidošanai, laika gaitā atjauninot pielāgotos rekvizītus, kas kontrolē to izskatu. Jūs varat izmantot CSS animācijas, JavaScript animācijas vai pat Web Animations API, lai vadītu šīs izmaiņas.

Piemēram, jūs varētu animēt `--stripe-offset` pielāgoto rekvizītu, lai izveidotu kustīgu svītru efektu:

```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; } } ```

Labākā prakse un apsvērumi

• Veiktspēja: Lai gan Paint Worklets ir izstrādāti tā, lai būtu veiktspējīgi, joprojām ir svarīgi optimizēt savu kodu. Izvairieties no nevajadzīgiem aprēķiniem un izmantojiet efektīvas zīmēšanas tehnikas. Izmantojiet tādus rīkus kā Chrome DevTools veiktspējas paneli, lai identificētu un novērstu jebkādas vājās vietas.
• Pārlūkprogrammu saderība: Paint Worklets ir salīdzinoši jauna tehnoloģija, tāpēc pārlūkprogrammu atbalsts joprojām attīstās. Noteikti nodrošiniet rezerves risinājumus pārlūkprogrammām, kas tos neatbalsta. Vietne [Can I use](https://caniuse.com/?search=paint%20api) sniedz jaunāko informāciju par pārlūkprogrammu atbalstu.
• Koda organizācija: Uzturiet savu Worklet kodu tīru un labi organizētu. Izmantojiet komentārus, lai paskaidrotu savu loģiku, un sadaliet sarežģītus uzdevumus mazākās, vieglāk pārvaldāmās funkcijās. Apsveriet iespēju izmantot moduļu komplektētāju, piemēram, Webpack vai Parcel, lai pārvaldītu savas atkarības un vienkāršotu būvēšanas procesu.
• Pieejamība: Nodrošiniet, lai jūsu pielāgotā grafika būtu pieejama visiem lietotājiem. Nodrošiniet alternatīvus teksta aprakstus attēliem un izmantojiet ARIA atribūtus, lai sniegtu semantisku informāciju par saviem pielāgotajiem UI elementiem. Apsveriet lietotāju ar redzes traucējumiem vajadzības un nodrošiniet, ka jūsu dizaini ir saderīgi ar palīgtehnoloģijām.
• Drošība: Tā kā Paint Worklets izpilda JavaScript, esiet uzmanīgi attiecībā uz drošības sekām. Izvairieties no neuzticamu datu izmantošanas vai potenciāli kaitīga koda izpildes. Ievērojiet labāko praksi drošai kodēšanai, lai aizsargātu savus lietotājus no drošības ievainojamībām. Regulāri pārskatiet savu kodu attiecībā uz potenciālajiem drošības riskiem un atjauniniet savas atkarības, lai novērstu visas zināmās ievainojamības.

Piemēri no reālās pasaules

Paint Worklets tiek izmantoti dažādās reālās pasaules lietojumprogrammās, lai radītu satriecošu un saistošu lietotāja pieredzi.

• Interaktīvas datu vizualizācijas: Paint Worklets var izmantot, lai izveidotu dinamiskas un interaktīvas datu vizualizācijas tieši jūsu CSS. Tas ļauj jums izveidot informācijas paneļus, diagrammas un grafikus, kas reaģē uz lietotāja darbībām un datu izmaiņām. Apsveriet tādus piemērus kā reāllaika akciju tirgus izsekotāji vai interaktīvas ģeogrāfiskās kartes.
• Pielāgoti UI komponenti: Paint Worklets var izmantot, lai izveidotu pielāgotus UI komponentus, kas pārsniedz standarta HTML elementu ierobežojumus. Tas ļauj jums izveidot unikālas un vizuāli pievilcīgas lietotāja saskarnes, kas pielāgotas jūsu īpašajām vajadzībām. Piemēri ietver pielāgotas progresa joslas, slīdņus un pogas.
• Mākslinieciski efekti: Paint Worklets var izmantot, lai radītu plašu māksliniecisku efektu klāstu, piemēram, tekstūras, rakstus un animācijas. Tas ļauj jums pievienot saviem tīmekļa dizainiem radošuma un personības pieskārienu. Apsveriet iespēju izveidot pielāgotus fonus, apmales vai dekoratīvos elementus.
• Spēļu izstrāde: Canvas API izmantošana Paint Worklets paver iespējas viegliem spēļu elementiem tieši jūsu vietnes stilā. Vienkāršas animācijas vai vizuālu atgriezenisko saiti var integrēt bez lielas JavaScript noslodzes.

Noslēgums

CSS Paint Worklets ir jaudīgs rīks pielāgotas, dinamiskas un veiktspējīgas grafikas izveidei tieši jūsu CSS. Izmantojot Canvas API un darbojoties atsevišķā pavedienā, tie piedāvā unikālu elastības un veiktspējas kombināciju. Tā kā pārlūkprogrammu atbalsts turpina uzlaboties, Paint Worklets kļūs par arvien svarīgāku tīmekļa izstrādes rīku komplekta daļu.

Eksperimentējiet ar sniegtajiem piemēriem, izpētiet Canvas API dokumentāciju un ļaujiet vaļu savai radošajai dzirkstij! Iespējas ir patiesi bezgalīgas.

Papildu mācību resursi

• MDN Web Docs: CSS Painting API
• Houdini.how: Paint API
• Smashing Magazine: Ievads CSS Paint API
• Can I Use: CSS Paint API pārlūkprogrammu atbalsts