使用 CSS Houdini 绘制平滑圆角

css3

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2019-3-8

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原文链接:
http://iamvdo.me/en/blog/smooth-corners-with-css-houdini

已得到原文作者
Vincent De Oliveira 许可

最近,我在推特分享了一篇关于人机交互界面的视错觉的文章。我向来喜欢视错觉,但这篇文章传达了一个新观点:与几何上的正圆比起来,一个微调过的圆形有可能给人以更加圆的感觉,而这一点对于圆角矩形同样适用。同时,我也惊奇地发现苹果从 iOS 7 开始就对系统图标做了同样的调整。在数学上,我们称这个调整过的圆角矩形在为超椭圆

iOS 6 与 iOS 7 的图标外形差异

与此同时,为了准备一场讲演,我做了一些关于 CSS Houdini 的绘图 API(Paint API)的实验。这个 API 定义了一种新的在浏览器的渲染阶段往 CSS 图像中添加内容的方式。简单地说,浏览器给我们提供了用程序绘制一个 CSS 图像并用作背景的能力。因此,我们应该可以很简单地绘制一个超椭圆。

几个星期后,Sketch 添加了一个平滑圆角(smooth corners)的功能。据我所知,平滑圆角实际上就是超椭圆。我喜欢「平滑圆角」这个名字,于是在这里给大家展示如何使用 CSS 绘制平滑圆角

首先,我们给paintWorkle添加一个绘图模块[1]

(CSS.paintWorklet || paintWorklet).addModule('smooth-corners.js')

然后,在这个模块中,我们注册一个绘图过程(paint),名字叫做 smooth-corners,这个绘图过程必须提供一个paint方法来绘制超椭圆。

registerPaint('smooth-corners', class {
  paint(ctx, size) {
    ctx.fillStyle = 'black'

    // n=4 时,绘制一个方圆形
    const n = 4

    let m = n
    if (n > 100) m = 100
    if (n < 0.00000000001) m = 0.00000000001
    const r = size.width / 2
    const w = size.width / 2
    const h = size.height / 2

    ctx.beginPath();

    for (let i = 0; i < (2*r+1); i++) {
      const x = (i-r) + w
      const y = (Math.pow(Math.abs(Math.pow(r,m)-Math.pow(Math.abs(i-r),m)),1/m)) + h

      if (i == 0)
        ctx.moveTo(x, y)
      else
        ctx.lineTo(x, y)
    }

    for (let i = (2*r); i < (4*r+1); i++) {
      const x = (3*r-i) + w
      const y = (-Math.pow(Math.abs(Math.pow(r,m)-Math.pow(Math.abs(3*r-i),m)),1/m)) + h
      ctx.lineTo(x, y)
    }

    ctx.closePath()
    ctx.fill()
  }
})

paint方法接受两个参数:

  • ctx是一个PaintRenderingContext2D对象,这个对象实现了CanvasRenderingContext2D的一个子集,因此大多数情况下你可以用它绘制任何图形
  • size是一个PaintSize对象,规定所绘制图形的大小

现在我们可以在 CSS 中调用这个paint()函数。执行这个函数,我们将会得到一个黑色的平滑圆角矩形。

.el {
  background: paint(smooth-corners);
}

为了简单起见,我们将生成的图像用作图层遮罩(mask)[2],这样,我们就可以很容易地通过background设置想要的背景色、渐变、或者图像。

.el {
  background: linear-gradient(deeppink, orangered);
  mask-image: paint(smooth-corners);
}

CSS实现的平滑圆角

视觉效果不错,但程序灵活性还不够。现在,我们只是画了一种特殊的超椭圆——方圆形[3](注意代码中n = 4)。那么,我们如何画任意指数的超椭圆呢?比如说 iOS 使用了 n = 5。我们可以使用 CSS 自定义属性来达到目的。

首先,定义自定义属性--smooth-corners

.el {
  --smooth-corners: 4;
  background: linear-gradient(deeppink, orangered);
  mask-image: paint(smooth-corners);
}

然后从registerPaint方法中获取

registerPaint('smooth-corners', class {
  static get inputProperties() {
      return [
          '--smooth-corners'
      ]
  }
  paint(ctx, size, styleMap) {
    const exp = styleMap.get('--smooth-corners').toString()

    const n = exp
  }
})

注意到paint()方法接受第三个参数styleMap,这是一个StylePropertyMapReadOnly对象,本质上是一个 Map 对象,通过此对象可以获取在inputProperties定义过的属性的计算值。这里我们获取了--smooth-corners的属性值并传递给`n`.

至此,我们可以在 CSS 中使用--smooth-corners属性,这个属性甚至还可以被 CSS 动画动态调整,只要我们通过CSS.registerProperty注册这一属性(示例,参考CSS 属性与值 API)。

截至发稿时,只有 Chrome 支持 Houdini 的 Paint API,因此我们使用渐进增强的方式提供

绘制平滑圆角

.el {
  border-radius: 60px;
  background: linear-gradient(deeppink, orangered)
}

@supports (mask-image: paint(smooth-corners)) {
  .el.is-loaded {
    border-radius: 0;
    mask-image: paint(smooth-corners);
    --smooth-corners: 5;
  }
}

除此之外,因为 Houdini 是一个 JS-in-CSS 方案,我们最好等到 JavaScript 加载了之后再施加 CSS 属性。因此,我决定在元素上加上.is-loaded类来确保加载后应用样式。

在生产环境中,我们应该使用 PostCSS 插件来自动添加--smooth-corners的 CSS 实现。(译者注:截至发稿时还没有对应的 PostCSS 插件)

你可以使用支持这一特性的浏览器到 http://lab.iamvdo.me/houdini/smooth-corners 体验最终效果。

后记
简单来讲,使用 CSS 遮罩就是把路径外的元素遮盖掉(这也是遮罩的目的😁)。如果有需要,你也可以使用registerPaint直接绘制渐变或者图像(图像似乎目前支持很有限,你只能自己处理图像的情况)。

如果你想自己动手,可以参考其他绘制图像的实例:创建你自己的背景属性,比如`background-opacity`或者以属性之外的方式传递绘图参数:绘制四个角落出发的渐变。我很乐意分享你们的示例。

脚注

  1. Chrome 需要打开`#enable-experimental-web-platform-features`标记. `PaintWorklet 要么在`CSS`下(对应稳定版),要么在`window`下(对应金丝雀版本)。(译者注:在 Chrome 61 及其以下版本,`PaintWorklet`在`window`下,Chrome 62 及其以上版本,`PaintWorklet`在`CSS`下
  2. 不要忘了使用`Autoprefixer`来自动生成浏览器前缀
  3. 方圆形(squircle)一词是方形(square)与圆形(circle)的融合

本文非常努力地全文转载自使用 CSS Houdini 绘制平滑圆角,但仍然无法转载所有的阅读体验。转载时已经获得著作所有者——也就是我的许可。