探索CSS绘画API: 多边形边框

![2021-10-30 11.15.11.jpg][1]

现在，使用clip-path创建复杂的形状是一件很容易的事，但给形状添加边框总是很麻烦。没有一个强大的CSS解决方案，我们总是需要为每个特定的情况制作特定的 "黑客 "代码。在这篇文章中，我将告诉你如何使用CSS Paint API来解决这个问题。

在我们进入第三个实验之前，这里有一个关于我们正在建造的东西的小概述。而且，请注意，我们在这里所做的一切只支持基于Chromium的浏览器，所以你会想在Chrome、Edge或Opera中查看演示。[请参阅caniuse了解最新的支持情况][2]。[代码演示][3]

![overview-polygon-border-1.gif][4]

你会发现那里没有复杂的CSS代码，而是一个通用代码，我们只调整几个变量来控制形状。

**主要思路**
--------

为了实现多边形的边框，我将依靠CSS的clip-path属性和用Paint API创建的自定义遮罩的组合。[代码演示][5]

![s_8C7B7FD228C95E70E08E0344785EF03E99A61895BF9BC4080F4DC424E6AFB8F0_1630408175106_overview2.png][6]

1.我们从一个基本的矩形形状开始。
2.我们应用剪辑路径来获得我们的多边形形状。
3.我们应用自定义蒙版来获得我们的多边形边界

CSS设置
这里是我们将要讨论的剪辑路径步骤的CSS。
```
.box {
  --path: 50% 0,100% 100%,0 100%;

width: 200px;
  height: 200px;
  background: red;
  display: inline-block;
  clip-path: polygon(var(--path));
}
```

到目前为止并不复杂，但请注意CSS变量--path的使用。整个技巧都依赖于这个单一的变量。由于我将使用一个剪辑路径和一个遮罩，两者都需要使用相同的参数，因此使用了--path变量。而且，是的，Paint API将使用相同的变量来创建自定义遮罩。

整个过程的CSS代码变成了。

```
.box {
  --path: 50% 0,100% 100%,0 100%;
  --border: 5px;

width: 200px;
  height: 200px;
  background: red;
  display: inline-block;
  clip-path: polygon(var(--path));
  -webkit-mask: paint(polygon-border)
}
```

除了剪辑路径外，我们还应用了自定义遮罩，另外我们还添加了一个额外的变量--边框，以控制边框的厚度。正如你所看到的，到目前为止，一切都还是非常基本和通用的CSS。毕竟，这也是使CSS绘画API如此好用的原因之一。

**JavaScript的设置**
-----------------
现在，让我们看看paint()函数内部发生了什么，因为我们跳到了JavaScript。

```
const points = properties.get('--path').toString().split(',');
const b = parseFloat(properties.get('--border').value);
const w = size.width;
const h = size.height;

const cc = function(x,y) {
  // ...
}

var p = points[0].trim().split(" ");
p = cc(p[0],p[1]);

ctx.beginPath();
ctx.moveTo(p[0],p[1]);
for (var i = 1; i < points.length; i++) {
  p = points[i].trim().split(" ");
  p = cc(p[0],p[1]);
  ctx.lineTo(p[0],p[1]);
}
ctx.closePath();

ctx.lineWidth = 2*b;
ctx.strokeStyle = '#000';
ctx.stroke();
```

获取和设置CSS自定义属性的能力是它们如此伟大的原因之一。我们可以达到JavaScript首先读取--path变量的值，然后将其转换为一个点的数组（在上面第一行看到）。因此，这意味着50% 0,100% 100%,0 100%成为遮罩的点，即point = ["50% 0", "100% 100%", "0 100%"]。

然后我们用moveTo和lineTo循环浏览这些点，绘制一个多边形。这个多边形与CSS中使用clip-path属性绘制的多边形完全相同。

最后，在画完这个形状后，我给它添加了一个笔画。我使用lineWidth定义了笔画的厚度，并使用strokeStyle设置了一个纯色。换句话说，只有形状的笔触是可见的，因为我没有给形状填充任何颜色（也就是说，它是透明的）。

现在我们要做的就是更新路径和厚度来创建任何多边形边框。值得注意的是，由于我们使用的是CSS的背景属性，所以在这里我们并不局限于纯色。我们可以考虑梯度或图像。 [代码演示][7]

![CSS-polygon-border-result.png][8]

如果我们需要添加内容，我们必须考虑一个伪元素。否则，内容会在这个过程中被剪掉。支持内容并不是非常困难的。我们把掩码属性移到伪元素上。我们可以保留主元素上的clip-path声明。[代码参考][9]

**到目前为止有问题吗？**
--------------

我知道在看完最后一个剧本后，你可能有一些迫切的问题想问。请允许我先回答几个问题，我想你一定有想法。

**那个cc()函数是什么？**
我正在使用该函数将每个点的值转换成像素值。对于每个点，我都会得到x和y坐标--使用point[i].trim().split(" ")--然后我转换这些坐标，使它们可以在画布元素中使用，使我们可以用这些点作画。

```
const cc = function(x,y) {
  var fx=0,fy=0;
  if (x.indexOf('%') > -1) {
    fx = (parseFloat(x)/100)*w;
  } else if(x.indexOf('px') > -1) {
    fx = parseFloat(x);
  }
  if (y.indexOf('%') > -1) {
     fy = (parseFloat(y)/100)*h;
  } else if(y.indexOf('px') > -1) {
    fy = parseFloat(y);
  }
  return [fx,fy];
}
```

逻辑很简单：如果它是一个百分比值，我就用宽度（或高度）来找到最终值。如果它是一个像素值，我就简单地得到这个值，而不考虑单位。例如，如果我们有[50% 20%]，宽度等于200px，高度等于100px，那么我们得到[100 20]。如果是[20px 50px]，那么我们就得到[20 50]。以此类推。

**如果遮罩已经将元素剪切到形状的笔画上，你为什么还要使用CSS clip-path？**
只使用遮罩是我心中的第一个想法，但我偶然发现了这种方法的两个主要问题。第一个问题与stroke()的工作方式有关。来自MDN。

> 描边与路径的中心对齐；换句话说，描边的一半画在内侧，一半画在外侧。

这种 "一半内侧，一半外侧 "的做法让我很头疼，在把所有东西放在一起时，我总是会出现奇怪的溢出。这就是CSS clip-path的帮助所在；它把外侧的部分剪掉，只保留内侧的部分--不再有溢出的现象了

你会注意到ctx.lineWidth = 2*b的使用。我加入了双倍的边框厚度，因为我将剪掉一半的边框，最后在整个形状周围获得所需的正确厚度。

第二个问题是与形状的可悬停区域有关。众所周知，遮蔽不会影响该区域，我们仍然可以悬停/与整个矩形互动。同样的，达到clip-path可以解决这个问题，另外我们把交互限制在形状本身。

下面的演示说明了这两个问题。第一个元素有一个遮罩和夹层路径，而第二个元素只有遮罩。我们可以清楚地看到溢出的问题。试着将第二个元素悬停，看看我们可以改变颜色，即使光标在三角区之外。[代码参考][10]

你为什么要用@property与边界值？
这是一个有趣的--也是相当棘手的--部分。默认情况下，自定义属性（如-边框）被视为 "CSSUnparsedValue"，这意味着它们被当作字符串处理。来自CSS规范。

> CSSUnparsedValue "对象代表引用自定义属性的属性值。它们是由字符串片段和变量引用的列表组成的。

通过@property，我们可以注册自定义属性，并给它一个类型，这样它就可以被浏览器识别，并作为一个有效的类型而不是字符串来处理。在我们的例子中，我们将边框注册为<length>类型，这样以后它就变成了CSSUnitValue。这也允许我们使用任何长度单位（px、em、ch、vh等）来表示边框值。

这听起来可能有点复杂，但让我试着用DevTools的截图来说明其区别。

![s_8C7B7FD228C95E70E08E0344785EF03E99A61895BF9BC4080F4DC424E6AFB8F0_1630579831868_unit.png][11]

我在一个变量上使用console.log()，我定义了5em。第一个变量被注册了，但第二个变量却没有。

在第一种情况下，浏览器会识别类型并将其转换为像素值，这很有用，因为我们在paint()函数中只需要像素值。在第二种情况下，我们得到的变量是一个字符串，这不是很有用，因为我们不能在paint()函数中把em单位转换成px单位。

尝试所有的单位。它的结果总是与paint()函数中计算出的像素值一致。

**那--path变量呢？**
我想对--path变量使用同样的方法，但不幸的是，我认为我把CSS推到了它能做的极限。使用@property，我们可以注册复杂的类型，甚至是多值变量。但这对于我们需要的路径来说还是不够的。

我们可以使用+和#符号来定义空格分隔或逗号分隔的值列表，但我们的路径是一个逗号分隔的百分比（或长度）值列表。我想使用类似[<length-percentage>+]#的东西，但它并不存在。

对于路径，我不得不把它作为一个字符串值来处理。这就限制了我们现在只用百分比和像素值。出于这个原因，我定义了cc()函数来将字符串值转换成像素值。

我们可以在CSS规范中阅读：

> 语法字符串的内部语法是CSS值定义语法的一个子集。该规范的未来级别预计将扩大允许的语法的复杂性，允许自定义属性更接近于CSS属性所允许的全部范围。

即使语法扩展到能够注册路径，我们仍然会面临问题，如果我们需要在我们的路径中包含calc()。

```
--path: 0 0,calc(100% - 40px) 0,100% 40px,100% 100%,0 100%;
```
在上面的例子中，calc(100%-40px)是一个被浏览器认为是<长度-百分比>的值，但浏览器在知道百分比的引用之前，无法计算这个值。换句话说，我们无法在paint()函数中获得等效的像素值，因为只有在var()中使用该值时才能知道参考值。

为了克服这个问题，我们可以扩展cc()函数来进行转换。我们做了百分比值和像素值的转换，所以让我们把这些合并成一个转换。我们将考虑两种情况：calc(P% - Xpx)和calc(P% + Xpx)。我们的脚本就变成了。

```
const cc = function(x,y) { 
  var fx=0,fy=0;
  if (x.indexOf('calc') > -1) {
    var tmp = x.replace('calc(','').replace(')','');
    if (tmp.indexOf('+') > -1) {
      tmp = tmp.split('+');
      fx = (parseFloat(tmp[0])/100)*w + parseFloat(tmp[1]);
    } else {
      tmp = tmp.split('-');
      fx = (parseFloat(tmp[0])/100)*w - parseFloat(tmp[1]);
    }
   } else if (x.indexOf('%') > -1) {
      fx = (parseFloat(x)/100)*w;
   } else if(x.indexOf('px') > -1) {
      fx = parseFloat(x);
   }
      
   if (y.indexOf('calc') > -1) {
    var tmp = y.replace('calc(','').replace(')','');
    if (tmp.indexOf('+') > -1) {
       tmp = tmp.split('+');
       fy = (parseFloat(tmp[0])/100)*h + parseFloat(tmp[1]);
     } else {
       tmp = tmp.split('-');
       fy = (parseFloat(tmp[0])/100)*h - parseFloat(tmp[1]);
     }
    } else if (y.indexOf('%') > -1) {
      fy = (parseFloat(y)/100)*h;
    } else if(y.indexOf('px') > -1) {
      fy = parseFloat(y);
    }
  return [fx,fy];
}
```
我们使用indexOf()来测试calc的存在，然后，通过一些字符串的处理，我们提取这两个值，并找到最终的像素值。

因此，我们也需要更新这一行。
```
p = points[i].trim().split(" ");
```

```
p = points[i].trim().split(/(?!\(.*)\s(?![^(]*?\))/g);
```

由于我们需要考虑calc()，所以使用空格字符就不能进行分割了。这是因为calc()也包含空格。因此，我们需要一个重构函数。不要问我--这是在Stack Overflow上尝试了很多之后的结果。

下面是基本的演示，说明我们到目前为止为支持calc()所做的更新 [代码参考][12]

请注意，我们将calc()表达式存储在我们注册为<length-percentage>的变量--v内。这也是技巧的一部分，因为如果我们这样做，浏览器就会使用正确的格式。无论calc()表达式有多复杂，浏览器总是将其转换为calc(P% +/- Xpx)格式。由于这个原因，我们只需要在paint()函数中处理这种格式。

下面是不同的例子，我们在每个例子中使用不同的calc()表达式。[代码参考][13]

如果你检查每个盒子的代码，看看--v的计算值，你总是会发现相同的格式，这是超级有用的，因为我们可以有任何一种我们想要的计算方式。

应该注意的是，使用变量--v并不是强制性的。我们可以直接在路径中加入calc()。我们只需要确保我们插入了正确的格式，因为浏览器不会为我们处理它（记住，我们不能注册路径变量，所以它对浏览器来说是一个字符串）。当我们需要在路径内有许多calc()，而为每一个创建一个变量会使代码过于冗长时，这可能很有用。我们将在最后看到几个例子。

**我们可以有虚线边界吗？**
---------------

我们可以! 而且只需要一条指令。<canvas>元素已经有一个内置的函数来绘制虚线笔划setLineDash()。

> Canvas 2D
> API的CanvasRenderingContext2D接口的setLineDash()方法可以设置描画线条时使用的虚线模式。它使用一个数值数组来指定描述该模式的线条和空隙的交替长度。

我们所要做的就是引入另一个变量来定义我们的dash模式。[代码演示地址][14]

![css-dashed-polygon-border.png][15]

在CSS中，我们简单地添加了一个CSS变量，--dash，在掩码内是以下内容。
```
// ...
const d = properties.get('--dash').toString().split(',');
// ...
ctx.setLineDash(d);
```

我们还可以用lineDashOffset来控制偏移量。我们将在后面看到，控制偏移量可以帮助我们达到一些很酷的动画效果。

**为什么不使用@property来注册dash变量？**
----------------------------

从技术上讲，我们可以将dash变量注册为<length>#，因为它是一个以逗号分隔的长度值的列表。它确实有效，但我无法在paint()函数中检索到这些值。我不知道这是一个错误，还是缺乏支持，或者我只是错过了拼图中的一个部分。

这里有一个演示来说明这个问题。 [代码演示][16]
我正在用这个注册--dash变量。
```
@property --dash{
  syntax: '<length>#';
  inherits: true;
  initial-value: 0;
}
```
......后来又把这个变量声明成这样。
```
--dash: 10em,3em;
```
如果我们检查这个元素，我们可以看到，浏览器正在正确处理这个变量，因为计算出来的值是像素级的
![s_8C7B7FD228C95E70E08E0344785EF03E99A61895BF9BC4080F4DC424E6AFB8F0_1630668590686_computed.png][17]
但我们只在paint()函数中得到第一个值
![s_8C7B7FD228C95E70E08E0344785EF03E99A61895BF9BC4080F4DC424E6AFB8F0_1630668702093_onevalue.png][18]
在我找到解决这个问题的方法之前，我只能把--dahs变量作为一个字符串使用，就像--path一样。在这种情况下不是什么大问题，因为我认为我们不需要超过像素的值。

**使用案例!**
---------

在探索了这一技术的背后，现在让我们把重点放在CSS部分，看看我们的多边形边框的几个使用案例。

**一个按钮的集合**
我们可以很容易地生成具有很酷的悬停效果的自定义形状的按钮。[代码演示地址][19]

注意到Calc()是如何在最后一个按钮的路径中使用的，我们前面描述过。由于我遵循了正确的格式，所以它工作得很好。

**面包屑**
在创建面包屑系统时，不再有令人头疼的问题了 下面，你会发现没有 "黑客 "或复杂的CSS代码，而是一些非常通用和容易理解的东西，我们所要做的就是调整一些变量。 [代码演示][20]

卡片显示动画
如果我们对厚度应用一些动画，我们可以得到一些花哨的悬停效果 [代码演示][21]

我们可以用同样的思路来创建一个揭示卡片的动画。[代码演示][22]

**呼叫和语音泡**
"我们到底怎样才能给那个小箭头加上边框？"。我想每个人在处理呼号或语音泡的设计时都会遇到这个问题。Paint API使这个问题变得微不足道。[代码演示][23]

在那个演示中，你会发现一些你可以扩展的例子。你只需要为你的语音泡泡找到路径，然后调整一些变量来控制边界的厚度和箭头的大小/位置。

动画化破折号
在我们结束之前的最后一个。这一次我们将专注于虚线的边框来创建更多的动画。我们已经在按钮集合中做了一个，我们把虚线边框变成了实线。让我们来处理另外两个。

悬停在下面，看看我们得到的漂亮效果。[代码演示][24]

那些已经使用SVG工作了一段时间的人可能对我们通过动画化stroke-dasharray实现的那种效果很熟悉。Chris甚至在不久前还讨论过这个概念。多亏了Paint API，我们可以直接在CSS中这样做。这个想法和我们在SVG中使用的几乎一样。我们定义破折号这个变量。
```
--dash: var(--a),1000;
```

变量--a从0开始，所以我们的图案是一条实线（长度等于0），有一个缺口（长度为1000）；因此没有边界。我们将 --a 动画化为一个大的数值来绘制我们的边框。

我们还谈到了使用lineDashOffset，我们可以用它来做另一种动画。将鼠标悬停在下面，看看结果。[代码演示][25]

终于有了一个CSS解决方案，可以让破折号的位置动画化，并且适用于任何类型的形状!

我所做的很简单。我添加了一个额外的变量--offset，对其应用了一个从0到N的过渡。然后，在paint()函数中，我做了以下工作。
```
const o = properties.get('--offset');
ctx.lineDashOffset=o;
```
就这么简单! 让我们不要忘记使用关键帧的无限动画。[代码演示][26]

我们可以通过偏移0到N来使动画连续运行，其中N是破折号变量中使用的数值之和（在我们的例子中，是10+15=25）。我们使用一个负值来拥有相反的方向。

[1]: http://guobacai.com/usr/uploads/2021/10/3966507273.jpg
  [2]: https://caniuse.com/css-paint-api
  [3]: https://codepen.io/t_afif/pen/wvewXjZ
  [4]: http://guobacai.com/usr/uploads/2021/10/1832165321.gif
  [5]: https://codepen.io/t_afif/pen/RwgrvEr
  [6]: http://guobacai.com/usr/uploads/2021/10/604985241.png
  [7]: https://codepen.io/t_afif/pen/zYzqzjO
  [8]: http://guobacai.com/usr/uploads/2021/10/3454414764.png
  [9]: https://codepen.io/t_afif/pen/dyRMQXP
  [10]: https://codepen.io/t_afif/pen/dyRMRby
  [11]: http://guobacai.com/usr/uploads/2021/10/1057132595.png
  [12]: https://codepen.io/t_afif/pen/zYzogdX
  [13]: https://codepen.io/t_afif/pen/mdwRVBr
  [14]: https://codepen.io/t_afif/pen/RwgaqEV
  [15]: http://guobacai.com/usr/uploads/2021/10/778425598.png
  [16]: https://codepen.io/t_afif/pen/QWgEJwv
  [17]: http://guobacai.com/usr/uploads/2021/10/2918555557.png
  [18]: http://guobacai.com/usr/uploads/2021/10/158819707.png
  [19]: https://codepen.io/t_afif/pen/abwBPPz
  [20]: https://codepen.io/t_afif/pen/powNXwR
  [21]: https://codepen.io/t_afif/pen/oNwBxmp
  [22]: https://codepen.io/t_afif/pen/oNwBxmp
  [23]: https://codepen.io/t_afif/pen/qBjRPeV
  [24]: https://codepen.io/t_afif/pen/MWoJROX
  [25]: https://codepen.io/t_afif/pen/JjJEVwP
  [26]: https://codepen.io/t_afif/pen/OJgWGKx

探索CSS绘画API: 多边形边框

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