Worklet CSS Paint: Uwolnienie niestandardowej grafiki z API Canvas

Świat projektowania stron internetowych stale ewoluuje. Jako programiści, zawsze szukamy sposobów na tworzenie bogatszych, bardziej angażujących doświadczeń użytkownika. Chociaż tradycyjny CSS oferuje ogromny zestaw narzędzi do stylizacji, czasami potrzebujemy czegoś więcej – sposobu na uwolnienie się od ograniczeń predefiniowanych kształtów i efektów. Właśnie tutaj wkraczają Worklety CSS Paint, część projektu Houdini. Pozwalają one na definiowanie niestandardowych funkcji rysowania bezpośrednio w CSS, otwierając zupełnie nowy świat wizualnych możliwości.

Czym jest Worklet CSS Paint?

Worklet CSS Paint to w zasadzie moduł JavaScript, który definiuje funkcję zdolną do rysowania bezpośrednio w tle, obramowaniu lub dowolnej innej właściwości, która akceptuje obraz. Pomyśl o tym jak o małym, wyspecjalizowanym programie JavaScript, który może być wywołany przez Twój CSS do malowania elementów wizualnych. Osiąga się to dzięki wykorzystaniu API Canvas, potężnego narzędzia do tworzenia grafiki 2D w przeglądarce.

Kluczową zaletą korzystania z Workletów Paint jest wydajność. Ponieważ działają one w osobnym wątku (dzięki API Worklet), nie blokują głównego wątku, zapewniając płynne i responsywne doświadczenie użytkownika, nawet w przypadku złożonych grafik.

Dlaczego warto używać Workletów Paint?

• Wydajność: Działa w osobnym wątku, zapobiegając blokowaniu głównego wątku. Prowadzi to do płynniejszych animacji i bardziej responsywnego interfejsu użytkownika, co jest kluczowe dla utrzymania wysokiej jakości doświadczenia użytkownika, zwłaszcza na urządzeniach o ograniczonej mocy obliczeniowej.
• Personalizacja: Twórz unikalne i złożone projekty wykraczające poza możliwości standardowego CSS. Wyobraź sobie generowanie złożonych wzorów, dynamicznych tekstur lub interaktywnych wizualizacji bezpośrednio w swoim CSS.
• Wielokrotne użycie: Zdefiniuj swoją niestandardową logikę rysowania raz i używaj jej wielokrotnie na całej swojej stronie internetowej. Promuje to utrzymywalność kodu i zmniejsza redundancję, czyniąc Twój CSS bardziej wydajnym i łatwiejszym w zarządzaniu.
• Dynamiczne stylowanie: Wykorzystaj niestandardowe właściwości CSS (zmienne), aby dynamicznie kontrolować zachowanie i wygląd swojej funkcji malującej. Pozwala to na tworzenie grafik, które reagują na interakcje użytkownika, zmiany danych lub inne dynamiczne czynniki.

Zrozumienie API Canvas

API Canvas to silnik, który napędza Worklety Paint. Dostarcza on zestaw funkcji JavaScript do rysowania kształtów, obrazów, tekstu i nie tylko na prostokątnym elemencie canvas. Pomyśl o tym jak o czystej karcie, na której możesz programowo tworzyć dowolny element wizualny, jakiego pragniesz.

Oto kilka kluczowych pojęć do zrozumienia:

• Element Canvas: Element HTML, na którym odbywa się rysowanie. Chociaż nie będziesz bezpośrednio tworzyć elementu <canvas> podczas używania Workletów Paint, API dostarcza podstawową powierzchnię do rysowania.
• Kontekst: Obiekt kontekstu dostarcza metod i właściwości do rysowania. Zazwyczaj uzyskujesz kontekst renderowania 2D za pomocą canvas.getContext('2d').
• Ścieżki: Sekwencja poleceń rysowania, która definiuje kształt. Możesz tworzyć ścieżki za pomocą metod takich jak moveTo(), lineTo(), arc() i bezierCurveTo().
• Stylowanie: Kontroluj wygląd swoich rysunków za pomocą właściwości takich jak fillStyle (do wypełniania kształtów), strokeStyle (do obrysowywania kształtów) i lineWidth.
• Transformacje: Stosuj transformacje, takie jak skalowanie, obracanie i przesuwanie, aby manipulować pozycją i orientacją swoich rysunków.

Tworzenie pierwszego Workletu Paint

Przejdźmy przez prosty przykład, aby zilustrować, jak utworzyć i używać Workletu Paint. Stworzymy Worklet, który rysuje wzór w ukośne paski.

1. Utwórz plik Workletu (striped.js)

Utwórz nowy plik JavaScript o nazwie `striped.js`. Ten plik będzie zawierał kod naszego Workletu Paint.

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

Wyjaśnienie:

• registerPaint('striped', class { ... }): Rejestruje nasz Worklet Paint pod nazwą 'striped'. To jest nazwa, której będziesz używać w swoim CSS, aby odwołać się do tego Workletu.
• static get inputProperties() { return ['--stripe-color']; }: Definiuje niestandardowe właściwości CSS, których będzie używał nasz Worklet. W tym przypadku używamy niestandardowej właściwości o nazwie `--stripe-color` do kontrolowania koloru pasków.
• paint(ctx, geom, properties) { ... }: To jest główna funkcja, która wykonuje rysowanie. Otrzymuje ona trzy argumenty:
  • ctx: Kontekst renderowania 2D API Canvas. To tutaj będziesz wywoływać wszystkie swoje metody rysowania.
  • geom: Obiekt zawierający szerokość i wysokość malowanego elementu.
  • properties: Obiekt StylePropertyMapReadOnly zawierający wartości właściwości wejściowych określonych w inputProperties.
• ctx.fillStyle = stripeColor || 'black';: Ustawia kolor wypełnienia na wartość niestandardowej właściwości `--stripe-color` lub na czarny, jeśli właściwość nie jest zdefiniowana.
• Pętla for iteruje, aby narysować paski, tworząc serię ukośnych linii.

2. Zarejestruj Worklet w swoim HTML

Zanim będziesz mógł użyć Workletu w swoim CSS, musisz go zarejestrować za pomocą JavaScriptu.

```html ```

Wyjaśnienie:

• Najpierw sprawdzamy, czy API paintWorklet jest obsługiwane przez przeglądarkę.
• Jeśli tak, używamy CSS.paintWorklet.addModule('striped.js'), aby zarejestrować nasz Worklet.
• Dołączamy również fallback dla przeglądarek, które nie obsługują Workletów Paint. Może to polegać na użyciu statycznego obrazu lub innej techniki CSS w celu osiągnięcia podobnego efektu.

3. Użyj Workletu w swoim CSS

Teraz możesz użyć funkcji `paint()` w swoim CSS, aby zastosować Worklet do dowolnego elementu.

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

Wyjaśnienie:

• Ustawiamy właściwość background-image na paint(striped), co informuje przeglądarkę, aby użyła naszego zarejestrowanego Workletu do pomalowania tła elementu.
• Ustawiamy również niestandardową właściwość `--stripe-color` na `steelblue`, aby kontrolować kolor pasków. Możesz zmienić tę wartość na dowolny prawidłowy kolor CSS, aby dostosować wygląd.

Zaawansowane techniki

Teraz, gdy masz podstawowe pojęcie o Workletach Paint, przyjrzyjmy się bardziej zaawansowanym technikom.

Używanie niestandardowych właściwości CSS do dynamicznego stylowania

Jedną z najpotężniejszych funkcji Workletów Paint jest możliwość używania niestandardowych właściwości CSS (zmiennych) do dynamicznego kontrolowania ich zachowania i wyglądu. Pozwala to na tworzenie grafik, które reagują na interakcje użytkownika, zmiany danych lub inne dynamiczne czynniki.

Na przykład, można by użyć niestandardowej właściwości do kontrolowania grubości pasków w naszym Worklecie `striped`:

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

Następnie, w swoim CSS:

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

To sprawi, że paski staną się cieńsze, gdy użytkownik najedzie kursorem na element.

Tworzenie złożonych kształtów i wzorów

API Canvas dostarcza szeroką gamę metod do rysowania złożonych kształtów i wzorów. Możesz użyć tych metod do tworzenia wszystkiego, od prostych kształtów geometrycznych po skomplikowane wzory fraktalne.

Na przykład, można stworzyć Worklet Paint, który rysuje wzór szachownicy:

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

A następnie użyć go w swoim CSS:

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

Implementacja animacji

Worklety Paint mogą być używane do tworzenia animacji poprzez aktualizację niestandardowych właściwości, które kontrolują ich wygląd w czasie. Możesz używać animacji CSS, animacji JavaScript, a nawet API Web Animations do sterowania tymi zmianami.

Na przykład, można animować niestandardową właściwość `--stripe-offset`, aby stworzyć efekt poruszających się pasków:

```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; } } ```

Dobre praktyki i uwagi

• Wydajność: Chociaż Worklety Paint są zaprojektowane z myślą o wydajności, nadal ważne jest optymalizowanie kodu. Unikaj niepotrzebnych obliczeń i używaj wydajnych technik rysowania. Używaj narzędzi takich jak panel wydajności w Chrome DevTools, aby zidentyfikować i rozwiązać wszelkie wąskie gardła.
• Kompatybilność z przeglądarkami: Worklety Paint to stosunkowo nowa technologia, więc wsparcie przeglądarek wciąż ewoluuje. Upewnij się, że zapewniasz fallbacki dla przeglądarek, które ich nie obsługują. Strona [Can I use](https://caniuse.com/?search=paint%20api) dostarcza aktualnych informacji na temat wsparcia przeglądarek.
• Organizacja kodu: Utrzymuj swój kod Workletu w czystości i dobrej organizacji. Używaj komentarzy, aby wyjaśnić swoją logikę i dzielić złożone zadania na mniejsze, bardziej zarządzalne funkcje. Rozważ użycie narzędzi do budowania modułów, takich jak Webpack lub Parcel, aby zarządzać zależnościami i uprościć proces budowania.
• Dostępność: Upewnij się, że Twoje niestandardowe grafiki są dostępne dla wszystkich użytkowników. Zapewnij alternatywne opisy tekstowe dla obrazów i używaj atrybutów ARIA, aby dostarczyć semantycznych informacji o swoich niestandardowych elementach interfejsu. Rozważ potrzeby użytkowników z upośledzeniami wzroku i upewnij się, że Twoje projekty są kompatybilne z technologiami wspomagającymi.
• Bezpieczeństwo: Ponieważ Worklety Paint wykonują JavaScript, należy pamiętać o implikacjach bezpieczeństwa. Unikaj używania niezaufanych danych lub wykonywania potencjalnie szkodliwego kodu. Stosuj najlepsze praktyki bezpiecznego kodowania, aby chronić użytkowników przed lukami w zabezpieczeniach. Regularnie przeglądaj swój kod pod kątem potencjalnych ryzyk bezpieczeństwa i aktualizuj swoje zależności, aby zaradzić znanym podatnościom.

Przykłady z życia wzięte

Worklety Paint są używane w różnych rzeczywistych zastosowaniach do tworzenia oszałamiających i angażujących doświadczeń użytkownika.

• Interaktywne wizualizacje danych: Worklety Paint mogą być używane do tworzenia dynamicznych i interaktywnych wizualizacji danych bezpośrednio w CSS. Pozwala to na tworzenie pulpitów nawigacyjnych, wykresów i grafów, które reagują na interakcje użytkownika i zmiany danych. Rozważ przykłady takie jak śledzenie notowań giełdowych w czasie rzeczywistym lub interaktywne mapy geograficzne.
• Niestandardowe komponenty UI: Worklety Paint mogą być używane do tworzenia niestandardowych komponentów UI, które wykraczają poza ograniczenia standardowych elementów HTML. Pozwala to na tworzenie unikalnych i atrakcyjnych wizualnie interfejsów użytkownika, które są dostosowane do Twoich konkretnych potrzeb. Przykłady obejmują niestandardowe paski postępu, suwaki i przyciski.
• Efekty artystyczne: Worklety Paint mogą być używane do tworzenia szerokiej gamy efektów artystycznych, takich jak tekstury, wzory i animacje. Pozwala to na dodanie odrobiny kreatywności i osobowości do Twoich projektów internetowych. Rozważ tworzenie niestandardowych teł, obramowań lub elementów dekoracyjnych.
• Tworzenie gier: Użycie API Canvas w Workletach Paint otwiera możliwości dla lekkich elementów gry bezpośrednio w stylach witryny. Proste animacje lub wizualne informacje zwrotne mogą być zintegrowane bez dużego obciążenia JavaScript.

Podsumowanie

Worklety CSS Paint to potężne narzędzie do tworzenia niestandardowych, dynamicznych i wydajnych grafik bezpośrednio w CSS. Wykorzystując API Canvas i działając w osobnym wątku, oferują unikalne połączenie elastyczności i wydajności. W miarę jak wsparcie przeglądarek będzie się poprawiać, Worklety Paint staną się coraz ważniejszą częścią zestawu narzędzi deweloperskich.

Eksperymentuj z podanymi przykładami, zgłębiaj dokumentację API Canvas i uwolnij swoją kreatywność! Możliwości są naprawdę nieograniczone.

Dalsza nauka

• MDN Web Docs: API Malowania CSS
• Houdini.how: API Paint
• Smashing Magazine: Wprowadzenie do API Malowania CSS
• Can I Use: Wsparcie przeglądarek dla API Malowania CSS