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怎么在CSS中利用Houdini实现一个动态波浪纹效果

怎么在CSS中利用Houdini实现一个动态波浪纹效果?针对这个问题,这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答,希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。

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css是什么意思

css是一种用来表现HTML或XML等文件样式的计算机语言,主要是用来设计网页的样式,使网页更加美化。它也是一种定义样式结构如字体、颜色、位置等的语言,并且css样式可以直接存储于HTML网页或者单独的样式单文件中,而样式规则的优先级由css根据这个层次结构决定,从而实现级联效果,发展至今,css不仅能装饰网页,也可以配合各种脚本对于网页进行格式化。

什么是 CSS Houdini?

CSS Houdini 对外开放了浏览器解析流程的一系列 API,这些 API 允许开发者介入浏览器的 CSS engine 运作,带来了更多的 CSS 解决方案。

怎么在CSS中利用Houdini实现一个动态波浪纹效果

CSS Houdini 主要提供了以下几个 API:

CSS Properties and Values API

允许在 CSS 中定义变量和使用变量,是目前兼容性最好的一个 API;

Layout API

允许开发者编写自己的 Layout Module,自定义诸如 display 这类的布局属性;

Painting API

允许开发者编写自己的 Paint Module,自定义诸如 background-image 这类的绘制属性。

基础:三步用上 Painting API

1、HTML 中通过 Worklets 载入样式的自定义代码:

Worklets 也是 Houdini 提供的 API 之一,负责加载和执行样式的自定义 JS 代码。它类似于 Web Worker,是一个运行于主代码之外的独立工作进程,但比 Worker 更为轻量,负责 CSS 渲染任务最为合适。

2、新建一个 paintworklet.js,利用 registerPaint 方法注册一个 paint 类 rect,定义 paint 属性的绘制逻辑:

registerPaint(
  "rect",
  class {
    static get inputProperties() {
      return ["--rect-color"];
    }
    paint(ctx, geom, properties) {
      const color = properties.get("--rect-color")[0];
      ctx.fillStyle = color;
      ctx.fillRect(0, 0, geom.width, geom.height);
    }
  }
);

上边定义了一个名为 rect 的 paint 属性类,当 rect 被使用时,会实例化 rect 并自动触发 paint 方法执行渲染。paint 方法中,我们获取节点 CSS 定义的 --rect-color 变量,并将元素的背景填充为指定颜色。ctx 参数是一个 Canvas 的 Context 对象,因此 paint 的逻辑跟 Canvas 的绘制方式一样。

3、CSS 中使用的时候,只需要调用 paint 方法:

.rect {
  width: 100vw;
  height: 100vh;
  background-image: paint(rect);
  --rect-color: rgb(255, 64, 129);
}

这是一个自定义 CSS 背景色属性的简单实现,看得出利用 CSS Houdini,我们可以像操作 canvas 一样灵活自如地实现我们想要的样式功能。

进阶:实现动态波纹

根据上述步骤,我们演示一下如何用 CSS Painting API 实现一个动态波浪的效果:


// paintworklet.js registerPaint('wave', class {   static get inputProperties() {     return ['--animation-tick'];   }   paint(ctx, geom, properties) {     let tick = Number(properties.get('--animation-tick'));     const {       width,       height     } = geom;     const initY = height * 0.4;     tick = tick * 2;     ctx.beginPath();     ctx.moveTo(0, initY + Math.sin(tick / 20) * 10);     for (let i = 1; i <= width; i++) {       ctx.lineTo(i, initY + Math.sin((i + tick) / 20) * 10);     }     ctx.lineTo(width, height);     ctx.lineTo(0, height);     ctx.lineTo(0, initY + Math.sin(tick / 20) * 10);     ctx.closePath();     ctx.fillStyle = 'rgba(255, 255, 255, 0.5)';     ctx.fill();   } })

paintworklet 中,利用 sin 函数绘制波浪线,由于 AnimationWorklets 尚处于实验阶段,开放较少,这里我们在 worklet 外部用 requestAnimationFrame API 来做动画驱动,让波浪纹动起来。完成后能看到下边这样的效果。

怎么在CSS中利用Houdini实现一个动态波浪纹效果
 

然而事实上这个效果略显僵硬,sin 函数太过于规则了,现实中的波浪应该是不规则波动的,这种不规则主要体现在两个方面:

1)波纹高度(Y)随位置(X)变化而不规则变化

怎么在CSS中利用Houdini实现一个动态波浪纹效果
 

把图按照 x-y 正交分解之后,我们希望的不规则,可以认为是固定某一时刻,随着 x 轴变化,波纹高度 y 呈现不规则变化;

2)固定某点(X 固定),波纹高度(Y)随时间推进而不规则变化

动态过程需要考虑时间维度,我们希望的不规则,还需要体现在时间的影响中,比如风吹过的前一秒和后一秒,同一个位置的波浪高度肯定是不规则变化的。

提到不规则,有朋友可能想到了用 Math.random 方法,然而这里的不规则并不适合用随机数来实现,因为前后两次取的随机数是不连续的,而前后两个点的波浪是连续的。这个不难理解,你见过长成锯齿状的波浪吗?又或者你见过上一刻 10 米高、下一刻就掉到 2 米的波浪吗?

为了实现这种连续不规则的特征,我们弃用 sin 函数,引入了一个包 simplex-noise。由于影响波高的有两个维度,位置 X 和时间 T,这里需要用到 noise2D 方法,它提前在一个三维的空间中,构建了一个连续的不规则曲面:

// paintworklet.js
import SimplexNoise from 'simplex-noise';
const sim = new SimplexNoise(() => 1);

registerPaint('wave', class {
  static get inputProperties() {
    return ['--animation-tick'];
  }

  paint(ctx, geom, properties) {
    const tick = Number(properties.get('--animation-tick'));

    this.drawWave(ctx, geom, 'rgba(255, 255, 255, 0.4)', 0.004, tick, 15, 0.4);
    this.drawWave(ctx, geom, 'rgba(255, 255, 255, 0.5)', 0.006, tick, 12, 0.4);
  }
  
  /**
   * 绘制波纹
   */
  drawWave(ctx, geom, fillColor, ratio, tick, amp, ih) {
    const {
      width,
      height
    } = geom;
    const initY = height * ih;
    const speedT = tick * ratio;

    ctx.beginPath();
    for (let x = 0, speedX = 0; x <= width; x++) {
      speedX += ratio * 1;
      var y = initY + sim.noise2D(speedX, speedT) * amp;
      ctx[x === 0 ? 'moveTo' : 'lineTo'](x, y);
    }
    ctx.lineTo(width, height);
    ctx.lineTo(0, height);
    ctx.lineTo(0, initY + sim.noise2D(0, speedT) * amp);
    ctx.closePath();

    ctx.fillStyle = fillColor;
    ctx.fill();
  }
})

关于怎么在CSS中利用Houdini实现一个动态波浪纹效果问题的解答就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,如果你还有很多疑惑没有解开,可以关注创新互联行业资讯频道了解更多相关知识。


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