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详解CSS Masking模块之Clipping

最近业务中需要实现一些镂空的效果。看到这些效果我最初想到的是通过CSS的 maskclip-path 来实现,甚至还想结合SVG相关的特性。为了验证自己的一些想法,开始着手撸码,但问题来了,在撸码的过程中,我发现自己对于 mask 的相关特性理解的还不够透彻。因此重新阅读 CSS Masking Module Level 1规范 中的文档和相关教程。才发现原来CSS Masking是如此的强大。下面是我自己对CSS Masking模块的一些理解,希望对大家学习和了解该功能模块有所帮助。

简介

我对CSS Masking模块的最初认知:

CSS Masking就是CSS的 mask 属性(或 mask 相关的属性)!

事实上,CSS Masking模块中包含了两个部分: masking (即: mask )和 clippingclip-path )。

这两种方式都可以帮助我们实现一些类似下图这样的镂空效果:

详解CSS Masking模块之Clipping

我将 Masking 译为 遮罩 。那怎么理解遮罩呢?简单或形象的理解,大至是这样的一个意思:

  • 我有一个源,比如我们的页面
  • 我有一个层(遮罩层),它可能是一张图像或一个图形元素
  • 将两者合在一起,源在遮罩层下面

详解CSS Masking模块之Clipping

也就是说, Masking描述了如何使用另一个图形元素或图像作为亮度(luminance)或alpha遮罩 。遮罩层可以是一张图像也可以是SVG绘制的图形,通常使用CSS或SVG渲染出来的元素(包括其子元素)会被绘制到缓冲区,然后该缓冲区将被组合到元素的父元素中。官方这段描述我个人认为过于拗口,自己简单的理解正如上图,图像源和遮罩层将会创建一个缓冲区,并且源和遮罩层会有一个合成的计算,在合层阶段之前,亮度和Alpha遮罩会影响这个 缓冲区 的透明度。如此得到一个类似镂空的效果。

Cliping (剪切)描述了视觉元素的可见区域。可以使用某些SVG图形或基本形状来描述该区域。此区域之外的任何内容都将看不到。

简单地说,该规范定义了两种不同的图形操作,即, 完全部分 地隐藏了对象的部分。

详解CSS Masking模块之Clipping

两者区别之处:

  • 剪切 需要一个剪切路径,剪切路径可以是一个 闭合矢量路径形状多边形 ;剪切路径是一个区域,该区域 内部 的所有内容都可以显示出来,外部的所有内容将被剪切掉,在页面上不可见
  • 遮罩 需要一个高亮或Alpha遮罩层,将源和遮罩层合在一起会创建一个缓冲区域,在合层阶段之前,亮度和Alpha遮罩会影响这个 缓冲区 的透明度,从而实现完全或部分遮罩源的部分

注意:虽然遮罩提供了许多增强图形效果的可能性,并且通常对内容的可见部分提供了更多的控制,但是剪切路径可以执行得更好,基本形状可以更容易插值。

相关术语

在深入学习和了解 MaskingClipping 相关的知识前,我们先了解一些有关于这方面的术语。

源对象

不管是Masking还是Clipping中都会有一个源(对象)的概念。这个源可能是一个HTML元素,比如一个 <img /> 元素。

路径或基本图形

在Clipping中对源对象进行剪切时,需要一个图形,而这个图形可以是一些基本图形,也可以是一个闭合的矢量路径。在CSS中,我们可以通过 clip-path 来绘制这些图形:

正如上面示例所示,可以绘制:

inset()
circle()
ellipse()
polygon()
url()

其中 inset()circle()ellipse() 绘制基本图形, polygon() 绘制多边形,另外 url(#id) 配合SVG的 clipPath 来绘制更多圆滑的路径(这个也被称闭合的矢量路径)。怎么通过这些函数来绘制图形,后面介绍 clip-path 的时候再述。

遮罩层

在Masking中有一个遮罩层,这个遮罩层是一个图像(渐变绘制的也是),该层也被称为遮罩模式,主要有 高亮Alpha 两种模式。

Alpha模式:带有 alpha 通道的图像, alpha 通道是包含在每个像素数据中的透明度信息。最简单的例子是带有黑色和透明区域的PNG图像。遮罩图像 黑色部分 将会显示( alpha 的值是 1 ),透明区域( alpha 的值为 0 )内容将会隐藏:

详解CSS Masking模块之Clipping

高亮模式使用图像的 亮度 值作为遮罩值。如下图所示,遮罩层白色区域将显示出来,透明区域将会被隐藏:

详解CSS Masking模块之Clipping

最终得到的效果看上去相似:

Clipping

从上面的示例中,我们可以发现,剪切可以限制渲染区域,即所谓的剪切区域。从概念上讲:

剪切路径(不管是图形还是闭合的矢量路径)对某个元素进行剪切,将会分成两个区域, 路径内 (剪切区域内) 和 路径外 (剪切区域外), 位于剪切区域内的部分可见(被绘制出来)

在Clipping中会用到 clip-pathclip-rule<clipPath>

clip-path :用来绘制图形 clip-rule :用于确定给定点是否位于图形元素创建的剪贴区域的形状内的算法 <clipPath> :是SVG中的一个标签元素,可以被用于 clip-pathurl() 中,当作剪切路径源

接下来了解这三个属性。

clip-path

clip-path 主要用来创建一个只有元素的部分区域可以显示的剪切区域, 区域内可见,区域外不可见 。其值主要有:

none :未创建任何剪切区域 <basic-shape> :CSS中绘制基本形状的函数,常见的函数有 inset()circle()ellipse()polygon()url()path() <geometry-box> :如同 <basic-shape> 一起声明,它将为 <basic-shape> 提供相应的参考框盒子。通过自定义,它将利用确定的盒子边缘包括任何形状边角(比如说,被 border-radius 定义的剪切路径)

<geometry-box> 提供的框盒模式主要有:

margin-box :使用 margin box 作为引用框。其主要由 margin 的外部边缘包围的形状。这种形状的圆角半径由相应的 border-radiusmargin 的值来决定。如果 border-radiusmargin 的比是 1 或更大,则边距框( margin-box )的半径是 border-radius + margin 。反之,如果两者的比小于 1 ,那么边距框的半径是 border-radius + (margin * (1 + (ratio-1)^3))ratioborder-radiusmargin 的比,即 border-radius / marginborder-box :使用 border box 作为引用框。定义了 border 外部边缘包围的形状,此形状遵循 border 外部边缘所有常规的 border-radius 规则 padding-box :使用 padding box 作为引用框。定义了 padding 外部边缘包围的形状,此形状遵循 padding 外部边缘所有常规的 border-radius 规则 content-box :使用 content box 作为引用框。定义了 content 外部边缘包围的形状,此框的每个 border-radius 都大于 0border-radius - border-width - padding fill-box :利用对象边界框作( Object bounding box )为引用框 stroke-box :使用笔触边界框( Stroke bounding box )作为引用框 view-box :使用最近的 SVG视窗(Viewport) 作为引用框。如果 viewBox 属性被指定来为元素创建SVG视窗,引用框将会被定位在坐标系统的原点,引用框位于由 viewBox 属性建立的坐标系的原点,引用框的尺寸用来设置 viewBox 属性的宽和高

如果是一个HTML元素被剪切,可以使用 margin-boxborder-boxpadding-boxcontent-box 框盒模式;如果运用于一个SVG元素上,可以使用 fill-boxstroke-boxview-box

先来看绘制基本函数的使用。

详解CSS Masking模块之Clipping

inset()

inset() 用来绘制矩形,或者带圆角的矩形。

clip-path: inset( <length-percentage>{1,4} [ round <'border-radius'> ]? )

<length-percentage> 用来设置剪切区域距离上、右、下和左侧外边缘的距离;可以设置一个、两个、三个或四个值。

如果设置一个值,表示上右下左四个值相等;如果设置两个值,表示上下取第一个值,左右取第二个值;如果取值三个值,表示上取第一个值,左右取第二值,下取值第三个值;

如果取值四个值,表示上取第一个值,右取第二个值,下取第三个值,左取第四个值。类似于 border 的取值 round 用来设置裁剪区域是否带圆角,未显式设置表示剪切区域没有圆角,如果设置表示剪切区域带有圆角 <border-radius> 用来设置 border-radius 的半径值,其使用和CSS的 border-radius 一样,也可以带 /

用张图来表示:

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来看个Demo:

circle()

circle() 用来绘制圆。

clip-path: circle(<shape-radius> at posX posY)

<shape-radius> :圆的半径,其值可以是 <length-percentage>closest-sidefarthest-side at :显式的设置圆心的位置,如果未显式设置,默认的圆心在元素的正中间,即 center50% 50%posX posY :设置圆心位置, posXx 轴的位置, posYy 轴的位置,取值可以类似于 background-position

ellipse()

ellipse() 用来绘制椭圆:

clip-path:  ellipse( [ <shape-radius>{2} ]? [ at <position> ]? )

<shape-radius> :椭圆的半径,其值可以是 <length-percentage>closest-sidefarthest-side ,如果只取一个值的时候,表示 x 轴和 y 的半径值是一样的

at :显式的设置圆心的位置,如果未显式设置,默认的圆心在元素的正中间,即 center50% 50% )

<position> :即 posX posY ,用于设置圆心位置,如果未显式设置,其圆心在元素正中间 (center)50% 50% ,其使用类似于 background-position

polygon()

polygon() 主要用来绘制不规则的多边形:

clip-path: polygon( <fill-rule>? , [ <length-percentage> <length-percentage> ]# )
  • <fill-rule> :填充规则,后面介绍 clip-rule 规则会细节,具体解释可以阅读 SVG中的 fill-rule 相关的规范
  •  <length-percentage> <length-percentage> 设置多边形点的位置

一个多边形至少会有三个点组成,比如简单的三角形,如果使用 polygon() 来绘制一个三角形的话,那么就会有三对坐标点,每对之间用一个 , 分隔,比如:

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