使用 CSS Houdini 绘制平滑圆角

原文链接：http://iamvdo.me/en/blog/smooth-corners-with-css-houdini
已得到原文作者 Vincent De Oliveira 授权翻译

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（[来源](https://ivomynttinen.com/blog/ios-design-guidelines)）

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paintWorklet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（[来源](http://iamvdo.me/content/01-blog/31-smooth-corners-avec-css-houdini/squircle.jpg)）

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。

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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[↩](#fnref1) 2: 不要忘了使用`Autoprefixer`来自动生成浏览器前缀[↩](#fnref2) 3: 方圆形（squircle）一词是方形（square）与圆形（circle）的融合[↩](#fnref3)