Это предварительная версия Modern Web Guidance. Мы активно добавляем новый контент и приветствуем ваши предложения и отзывы на GitHub .

Чтобы переводить контент на ваш предпочитаемый язык, Google использует технологии на основе искусственного интеллекта. Переводы от ИИ могут содержать ошибки.

Как применять шейдеры WebGL к HTML-контенту

Веб-функции: HTML в canvas

Шейдеры WebGL обеспечивают мощные визуальные эффекты с ускорением графического процессора, позволяя использовать расширенные возможности, такие как динамические искажения ряби, модели освещения, цветокоррекция и пользовательские преобразования вершин. HTML-in-Canvas API позволяет разработчикам применять текстуры WebGL к HTML-контенту. Это позволяет применять высокопроизводительные фрагментные и вершинные шейдеры к полностью интерактивным компонентам пользовательского интерфейса, таким как кнопки, поля ввода и форматированный текст, сохраняя при этом специальные возможности, выделение текста и обработку событий DOM.

Рекомендации по внедрению

Проверьте, поддерживается ли в браузере HTML-in-Canvas:
```
if ('content' in HTMLCanvasElement.prototype) {
  // Use HTML in Canvas API
} else {
  // Use fallback strategy
}
```
Примечание. HTML-in-Canvas поддерживается в Chrome 157 и более поздних версиях.
Добавьте атрибут content="drawable" в элемент HTML <canvas>.
Разместите HTML-контент внутри элемента <canvas> и добавьте атрибут drawable в каждый элемент, который вы рисуете. Элемент с drawable захватывает свое поддерево, за исключением вложенных потомков, которые также являются drawable.
```
<canvas id="canvas" content="drawable">
  <div id="html-content" drawable></div>
</canvas>
```

Чтобы избежать размытия, масштабируйте сетку холста в соответствии с коэффициентом масштабирования устройства:

const observer = new ResizeObserver(([entry]) => {
  const dpc = entry.devicePixelContentBoxSize;
  canvas.width = dpc
    ? dpc[0].inlineSize
    : Math.round(entry.contentRect.width * window.devicePixelRatio);
  canvas.height = dpc
    ? dpc[0].blockSize
    : Math.round(entry.contentRect.height * window.devicePixelRatio);
});

const supportsDevicePixelContentBox =
  typeof ResizeObserverEntry !== "undefined" &&
  "devicePixelContentBoxSize" in ResizeObserverEntry.prototype;
const options = supportsDevicePixelContentBox
  ? { box: "device-pixel-content-box" }
  : {};
observer.observe(canvas, options);

Сначала предварительно выделите подложку текстуры с помощью метода texImage2D. Фрагменты кода в этом руководстве используют контекст WebGL 2 (canvas.getContext("webgl2")).

Сначала выделите хранилище текстур, вызвав texImage2D() с null вместо данных пикселей. Это зарезервирует память графического процессора заданного размера и формата без загрузки пикселей. Следуйте этим правилам:

Размер текстуры: canvas.captureElementImage(element). Значения width и height указываются в пикселях сетки холста (резервного хранилища), поэтому округлите их с помощью Math.ceil(). captureElementImage() выдает ошибку, если у элемента ещё нет записи об отрисовке: вызовите requestPaint() и повторите попытку при следующем событии paint.
Выделяйте уровень 0 только при первой загрузке или при изменении размера, поскольку перераспределение очищает текстуру. Используйте изменяемое хранилище: неизменяемое хранилище texStorage2D() не может менять размер при изменении размера элемента.

// Returns the element's size in canvas grid pixels, or null if the element
// has no paint record yet.
function getElementImageSize(canvas, element) {
  let elementImage;
  try {
    elementImage = canvas.captureElementImage(element);
  } catch (err) {
    canvas.requestPaint(); // No paint record yet: retry on the next paint event.
    return null;
  }
  const width = Math.ceil(elementImage.width);
  const height = Math.ceil(elementImage.height);
  elementImage.close();
  return width > 0 && height > 0 ? { width, height } : null;
}

// Binds the texture, and allocates its storage on the first upload, and when
// the element size changes. `state` stores the allocated size.
function allocateElementTexture(gl, texture, state, width, height) {
  gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture);
  if (state.width === width && state.height === height) return;

  gl.texImage2D(
    gl.TEXTURE_2D,
    0,                // Mipmap level
    gl.RGBA8,         // Internal format: 8 bits per RGBA channel
    width,            // Size in canvas grid pixels
    height,
    0,                // Border: must be 0
    gl.RGBA,          // Format and type that match RGBA8
    gl.UNSIGNED_BYTE,
    null              // null reserves GPU memory without uploading pixels
  );
  gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.LINEAR);
  state.width = width;
  state.height = height;
}

const texture = gl.createTexture();
const textureState = { width: 0, height: 0 };

Отрисуйте HTML-контент в текстуре в обработчике событий canvas.onpaint с помощью метода texElementSubImage2D. Следуйте этим правилам:
- Элемент можно загрузить только после того, как он будет отрисован на холсте. Загрузите из события paint и вызовите canvas.requestPaint(), чтобы запросить его.
- Передайте { width, height } в конфигурации. В результате копия заполняет выделенную текстуру независимо от масштаба холста.
- Если размер изменился, перераспределите текстуру, как показано на шаге 5.

// Uploads the element into the texture. Returns false if the element has no
// paint record yet. In that case, it's uploaded on the next paint event.
function uploadElementWebGL(gl, canvas, texture, element, state) {
  const size = getElementImageSize(canvas, element);
  if (!size) return false;
  const { width, height } = size;

  // Bind the texture, and reallocate it if the size changed (step 5).
  allocateElementTexture(gl, texture, state, width, height);
  gl.texElementSubImage2D(gl.TEXTURE_2D, 0, 0, 0, element, { width, height });
  return true;
}

canvas.onpaint = () => {
  try {
    uploadElementWebGL(gl, canvas, texture, uiElement, textureState);
  } catch (err) {
    console.error('texElementSubImage2D copy failed:', err);
  }
};

Если для отрисовки сцены используется цикл requestAnimationFrame, вызовите в нем canvas.requestPaint(), чтобы HTML-контент отрисовывался на холсте. event.changedElements – список элементов, отрисовка которых изменилась. Повторно загружать текстуру нужно только в том случае, если были обновлены дочерние элементы HTML:

  function render() {
    // Request to update the canvas
    canvas.requestPaint();
    requestAnimationFrame(render);
  }
  requestAnimationFrame(render);

  canvas.onpaint = (event) => {
    if (event.changedElements && event.changedElements.length > 0) {
      // Update the texture with uploadElementWebGL()
    }
    // Render the scene, and sync the element geometry as shown in step 7
  };

Синхронизируйте геометрию элемента.

Вычислите DOMMatrix, который сопоставляет рамку элемента в пикселях CSS с холстом в пикселях CSS. Браузеру необходимо сопоставить трехмерное пространство координат с пространством координат CSS, используя преобразование области просмотра. Для этого выполните следующие действия:

Нормализуйте элемент HTML. Размеры элементов HTML указываются в пикселях (например, ширина 200 пикселей). Однако WebGL обычно рассматривает объекты как "единичные квадраты", например, в диапазоне от -0,5 до 0, 5. Если вы не нормализуете значения, кнопка размером 200 пикселей будет выглядеть в 200 раз больше. На этом шаге также переворачивается ось Y, поскольку в CSS положительным является направление вниз, а в WebGL – вверх.
Преобразуйте матрицу MVP WebGL в матрицу DOM.
Сопоставьте с областью просмотра холста. Этот шаг представляет собой этап "масштабирования": он растягивает математические вычисления единичного пространства обратно, чтобы они соответствовали размерам пикселей CSS вашего элемента <canvas> на экране, и переворачивает ось Y обратно.

Рассчитайте окончательное преобразование. Умножьте матрицы в следующем порядке: Viewport * MVP * Normalization. Объединив их в одно окончательное преобразование, мы получим "карту", которая точно указывает браузеру, где должен находиться этот элемент HTML, чтобы он совпадал с 3D-рисунком. Браузер выполняет деление перспективы.

// Maps the element's border box (CSS pixels) to the canvas (CSS pixels), for a
// quad that spans -0.5 to 0.5 in model space and is drawn with the `mvp` matrix.
function computeCanvasTransform(canvas, element, mvp) {
  const width = element.offsetWidth;
  const height = element.offsetHeight;

  // 1. Normalize the HTML element (CSS pixels -> WebGL Model Space)
  const toGLModel = new DOMMatrix()
    // Scale pixels to 1 unit, flip Y (as in CSS it points down, and in WebGL it points up)
    .scale(1 / width, -1 / height, 1 / height)
    // Center the origin: (0,0) becomes (-width/2, -height/2) before scaling
    .translate(-width / 2, -height / 2);

  // 2. Convert WebGL MVP Matrix to DOM Matrix
  const mvpDOM = new DOMMatrix(Array.from(mvp));

  // 3. Map to the canvas viewport, in CSS pixels
  const clipToCanvasViewport = new DOMMatrix()
    // Move center (0,0) to center of canvas
    .translate(canvas.clientWidth / 2, canvas.clientHeight / 2)
    // Scale normalized clip (-1..1) to viewport size, and flip Y back
    .scale(canvas.clientWidth / 2, -canvas.clientHeight / 2, canvas.clientHeight / 2);

  // 4. Multiply: (Clip -> Pixels) * (MVP) * (pixels -> unit square)
  return clipToCanvasViewport.multiply(mvpDOM).multiply(toGLModel);
}

Затем передайте преобразование в canvas.updateElementGeometry() как canvasTransform. В результате элемент HTML будет размещен непосредственно над отрисованными пикселями. Это гарантирует, что когда пользователь нажимает кнопку или выбирает текст, он действительно взаимодействует с реальным элементом HTML. Браузер также использует преобразование для границ специальных возможностей элемента, например для колец фокусировки программы чтения с экрана:

  canvas.updateElementGeometry(targetHTMLElement, {
    canvasTransform: computeCanvasTransform(canvas, targetHTMLElement, htmlElementMVP),
  });

Для управления проверкой нажатия используйте следующие параметры:

Каждый вызов updateElementGeometry() перемещает элемент в начало порядка проверки нажатия. Передайте мяч игроку { preserveHitTestOrder: true }, чтобы сохранить позицию.
Вызовите canvas.clearElementGeometry(element), чтобы удалить элемент из проверки нажатия, например когда вы его скрываете.
Передайте { canvasClip }, DOMRectInit в пространстве координат canvasTransform, чтобы ограничить область проверки нажатия, например когда нарисована только часть элемента.

Пример кода

<canvas id="canvas" content="drawable" style="width: 400px; height: 400px;">
  <div id="ui-element" drawable>
    <p>WebGL UI Element</p>
    <button>Action</button>
  </div>
</canvas>

<script>
  const canvas = document.getElementById("canvas");
  const gl = canvas.getContext("webgl2");
  const uiElement = document.getElementById("ui-element");

  // getElementImageSize() and allocateElementTexture() are defined in step 5.
  // uploadElementWebGL() is defined in step 6.
  // computeCanvasTransform() is defined in step 7.

  // Setup WebGL texture...
  const texture = gl.createTexture();
  gl.bindTexture(gl.TEXTURE_2D, texture);
  const textureState = { width: 0, height: 0 };

  canvas.onpaint = () => {
    // 1. Update texture with HTML content
    try {
      uploadElementWebGL(gl, canvas, texture, uiElement, textureState);
    } catch (err) {
      console.error('texElementSubImage2D copy failed:', err);
    }

    // ... Render your 3D scene here, calculating htmlElementMVP matrix ...

    // 2. Sync DOM position, hit testing, and accessibility bounds with 3D scene
    canvas.updateElementGeometry(uiElement, {
      canvasTransform: computeCanvasTransform(canvas, uiElement, htmlElementMVP),
    });
  };
</script>

Как применять шейдеры WebGL к HTML-контенту

Рекомендации по внедрению

Пример кода

Рекомендации

Резервные стратегии

Полифил HTML-in-Canvas

Как применять шейдеры WebGL к HTML-контенту Оптимизируйте свои подборки Сохраняйте и классифицируйте контент в соответствии со своими настройками.

Рекомендации по внедрению

Пример кода

Рекомендации

Резервные стратегии

Полифил HTML-in-Canvas

Как применять шейдеры WebGL к HTML-контенту