CSS Paint Worklet: розкриття можливостей власної графіки з Canvas API

Світ вебдизайну постійно розвивається. Як розробники, ми завжди шукаємо способи створення багатшого та більш захопливого користувацького досвіду. Хоча традиційний CSS пропонує величезний набір інструментів для стилізації, іноді нам потрібно щось більше – спосіб вирватися за межі попередньо визначених форм та ефектів. Саме тут на допомогу приходять CSS Paint Worklets, частина проєкту Houdini. Вони дозволяють визначати власні функції малювання безпосередньо у вашому CSS, відкриваючи абсолютно новий світ візуальних можливостей.

Що таке CSS Paint Worklet?

CSS Paint Worklet — це, по суті, JavaScript-модуль, який визначає функцію, здатну малювати безпосередньо на фоні, рамці чи будь-якій іншій властивості, що приймає зображення. Уявіть це як невелику спеціалізовану програму на JavaScript, яку можна викликати з вашого CSS для малювання візуальних елементів. Це досягається за допомогою Canvas API, потужного інструменту для створення 2D-графіки в браузері.

Ключова перевага використання Paint Worklets — це продуктивність. Оскільки вони виконуються в окремому потоці (завдяки Worklet API), вони не блокують основний потік, забезпечуючи плавний та чутливий користувацький досвід, навіть при роботі зі складною графікою.

Навіщо використовувати Paint Worklets?

• Продуктивність: Виконуються в окремому потоці, що запобігає блокуванню основного потоку. Це призводить до плавніших анімацій та більш чутливого інтерфейсу, що є критично важливим для підтримки високої якості користувацького досвіду, особливо на пристроях з обмеженою обчислювальною потужністю.
• Кастомізація: Створюйте унікальні та складні дизайни, що виходять за рамки можливостей стандартного CSS. Уявіть собі генерацію складних патернів, динамічних текстур або інтерактивних візуалізацій безпосередньо у вашому CSS.
• Повторне використання: Визначте свою власну логіку малювання один раз і використовуйте її на всьому вашому вебсайті. Це сприяє підтримці коду та зменшує надлишковість, роблячи ваш CSS більш ефективним та легким в управлінні.
• Динамічна стилізація: Використовуйте кастомні властивості CSS (змінні) для динамічного керування поведінкою та зовнішнім виглядом вашої функції малювання. Це дозволяє створювати графіку, яка реагує на взаємодію з користувачем, зміни даних або інші динамічні фактори.

Розуміння Canvas API

Canvas API — це двигун, який лежить в основі Paint Worklets. Він надає набір функцій JavaScript для малювання фігур, зображень, тексту та іншого на прямокутному елементі canvas. Уявіть його як чистий аркуш, де ви можете програмно створювати будь-який візуальний елемент, який забажаєте.

Ось кілька ключових концепцій, які варто зрозуміти:

• Елемент Canvas: HTML-елемент, де відбувається малювання. Хоча ви не будете безпосередньо створювати елемент <canvas> при використанні Paint Worklets, API надає базову поверхню для малювання.
• Контекст: Об'єкт контексту надає методи та властивості для малювання. Зазвичай ви отримуєте контекст 2D-рендерингу за допомогою canvas.getContext('2d').
• Контури: Послідовність команд малювання, що визначає фігуру. Ви можете створювати контури за допомогою таких методів, як moveTo(), lineTo(), arc() та bezierCurveTo().
• Стилізація: Керуйте зовнішнім виглядом ваших малюнків за допомогою таких властивостей, як fillStyle (для заповнення фігур), strokeStyle (для обведення фігур) та lineWidth.
• Трансформації: Застосовуйте трансформації, такі як масштабування, обертання та переміщення, для маніпулювання положенням та орієнтацією ваших малюнків.

Створення вашого першого Paint Worklet

Розгляньмо простий приклад, щоб проілюструвати, як створити та використовувати Paint Worklet. Ми створимо ворклет, який малює діагональний смугастий візерунок.

1. Створіть файл ворклета (striped.js)

Створіть новий файл JavaScript з назвою `striped.js`. Цей файл буде містити код для нашого Paint Worklet.

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

Пояснення:

• registerPaint('striped', class { ... }): Це реєструє наш Paint Worklet з назвою 'striped'. Саме цю назву ви будете використовувати у своєму CSS для посилання на цей ворклет.
• static get inputProperties() { return ['--stripe-color']; }: Це визначає кастомні властивості CSS, які буде використовувати наш ворклет. У цьому випадку ми використовуємо кастомну властивість `--stripe-color` для керування кольором смуг.
• paint(ctx, geom, properties) { ... }: Це основна функція, яка виконує малювання. Вона отримує три аргументи:
  • ctx: Контекст 2D-рендерингу Canvas API. Саме тут ви будете викликати всі свої методи малювання.
  • geom: Об'єкт, що містить ширину та висоту елемента, який малюється.
  • properties: Об'єкт StylePropertyMapReadOnly, що містить значення вхідних властивостей, вказаних у inputProperties.
• ctx.fillStyle = stripeColor || 'black';: Встановлює колір заповнення на значення кастомної властивості `--stripe-color`, або чорний, якщо властивість не визначена.
• Цикл for виконує ітерації для малювання смуг, створюючи серію діагональних ліній.

2. Зареєструйте ворклет у вашому HTML

Перш ніж ви зможете використовувати ворклет у вашому CSS, вам потрібно зареєструвати його за допомогою JavaScript.

```html ```

Пояснення:

• Спочатку ми перевіряємо, чи підтримується paintWorklet API браузером.
• Якщо так, ми використовуємо CSS.paintWorklet.addModule('striped.js') для реєстрації нашого ворклета.
• Ми також включаємо резервний варіант для браузерів, які не підтримують Paint Worklets. Це може бути використання статичного зображення або іншої техніки CSS для досягнення подібного ефекту.

3. Використовуйте ворклет у вашому CSS

Тепер ви можете використовувати функцію `paint()` у вашому CSS, щоб застосувати ворклет до будь-якого елемента.

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

Пояснення:

• Ми встановлюємо властивість background-image на paint(striped), що вказує браузеру використовувати наш зареєстрований ворклет для малювання фону елемента.
• Ми також встановлюємо кастомну властивість `--stripe-color` на `steelblue` для керування кольором смуг. Ви можете змінити це значення на будь-який дійсний колір CSS, щоб налаштувати зовнішній вигляд.

Просунуті техніки

Тепер, коли у вас є базове розуміння Paint Worklets, давайте розглянемо деякі більш просунуті техніки.

Використання кастомних властивостей CSS для динамічної стилізації

Однією з найпотужніших особливостей Paint Worklets є можливість використовувати кастомні властивості CSS (змінні) для динамічного керування їхньою поведінкою та зовнішнім виглядом. Це дозволяє створювати графіку, яка реагує на взаємодію з користувачем, зміни даних або інші динамічні фактори.

Наприклад, ви можете використовувати кастомну властивість для керування товщиною смуг у нашому ворклеті `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(); } } }); ```

Потім, у вашому CSS:

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

Це зробить смуги тоншими, коли користувач наводить курсор на елемент.

Створення складних фігур та візерунків

Canvas API надає широкий спектр методів для малювання складних фігур та візерунків. Ви можете використовувати ці методи для створення всього, від простих геометричних фігур до складних фрактальних візерунків.

Наприклад, ви можете створити Paint Worklet, який малює шаховий візерунок:

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

А потім використовувати його у вашому CSS:

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

Реалізація анімацій

Paint Worklets можна використовувати для створення анімацій, оновлюючи кастомні властивості, які контролюють їхній зовнішній вигляд з часом. Ви можете використовувати анімації CSS, анімації JavaScript або навіть Web Animations API для керування цими змінами.

Наприклад, ви можете анімувати кастомну властивість `--stripe-offset` для створення ефекту рухомих смуг:

```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; } } ```

Найкращі практики та рекомендації

• Продуктивність: Хоча Paint Worklets розроблені бути продуктивними, все ж важливо оптимізувати ваш код. Уникайте непотрібних обчислень та використовуйте ефективні техніки малювання. Використовуйте інструменти, такі як панель продуктивності Chrome DevTools, для виявлення та усунення будь-яких вузьких місць.
• Сумісність з браузерами: Paint Worklets — це відносно нова технологія, тому підтримка браузерами все ще розвивається. Обов'язково надавайте резервні варіанти для браузерів, які їх не підтримують. Вебсайт [Can I use](https://caniuse.com/?search=paint%20api) надає актуальну інформацію про підтримку браузерами.
• Організація коду: Зберігайте код вашого ворклета чистим та добре організованим. Використовуйте коментарі для пояснення вашої логіки та розбивайте складні завдання на менші, більш керовані функції. Розгляньте можливість використання збирача модулів, такого як Webpack або Parcel, для управління вашими залежностями та спрощення процесу збірки.
• Доступність: Переконайтеся, що ваша власна графіка доступна для всіх користувачів. Надавайте альтернативні текстові описи для зображень та використовуйте атрибути ARIA для надання семантичної інформації про ваші власні елементи інтерфейсу. Враховуйте потреби користувачів з вадами зору та переконайтеся, що ваші дизайни сумісні з допоміжними технологіями.
• Безпека: Оскільки Paint Worklets виконують JavaScript, пам'ятайте про наслідки для безпеки. Уникайте використання ненадійних даних або виконання потенційно шкідливого коду. Дотримуйтесь найкращих практик безпечного кодування, щоб захистити своїх користувачів від вразливостей. Регулярно перевіряйте свій код на наявність потенційних ризиків безпеки та оновлюйте залежності, щоб усунути будь-які відомі вразливості.

Приклади з реального світу

Paint Worklets використовуються в різноманітних реальних застосунках для створення вражаючих та захопливих користувацьких досвідів.

• Інтерактивні візуалізації даних: Paint Worklets можна використовувати для створення динамічних та інтерактивних візуалізацій даних безпосередньо у вашому CSS. Це дозволяє створювати інформаційні панелі, діаграми та графіки, які реагують на взаємодію з користувачем та зміни даних. Розгляньте приклади, такі як трекери фондового ринку в реальному часі або інтерактивні географічні карти.
• Кастомні компоненти UI: Paint Worklets можна використовувати для створення власних компонентів інтерфейсу, які виходять за межі стандартних HTML-елементів. Це дозволяє створювати унікальні та візуально привабливі користувацькі інтерфейси, адаптовані до ваших конкретних потреб. Приклади включають власні індикатори прогресу, повзунки та кнопки.
• Художні ефекти: Paint Worklets можна використовувати для створення широкого спектру художніх ефектів, таких як текстури, візерунки та анімації. Це дозволяє додати нотку творчості та індивідуальності до ваших вебдизайнів. Розгляньте створення власних фонів, рамок або декоративних елементів.
• Розробка ігор: Використання Canvas API у Paint Worklets відкриває можливості для легких ігрових елементів безпосередньо в стилізації вашого сайту. Прості анімації або візуальний відгук можна інтегрувати без значного навантаження на JavaScript.

Висновок

CSS Paint Worklets — це потужний інструмент для створення власної, динамічної та продуктивної графіки безпосередньо у вашому CSS. Завдяки використанню Canvas API та виконанню в окремому потоці, вони пропонують унікальне поєднання гнучкості та продуктивності. Оскільки підтримка браузерами продовжує покращуватися, Paint Worklets готові стати все більш важливою частиною інструментарію веб-розробника.

Експериментуйте з наведеними прикладами, досліджуйте документацію Canvas API та розкривайте свій творчий потенціал! Можливості справді безмежні.

Додаткові матеріали

• MDN Web Docs: CSS Painting API
• Houdini.how: Paint API
• Smashing Magazine: Вступ до CSS Paint API
• Can I Use: Підтримка CSS Paint API браузерами