前言

CSS，全称为Cascading Style Sheets，用于定制文档款式；CSS使得网页的出现更加丰盛，这也是初学前端的人最感到离奇的中央；

然而随着对CSS的深刻应用才会发现：那些被咱们津津有味的“xx属性的奇淫技巧”这类货色都只不过是浮在CSS最表层的景象而已；这种对于CSS的应用形式在我看来无异于“盲人摸象”，即<font color=#f00>只能通过观察表面现象来总结应用办法，而不是从实质登程寻找解决方案</font>，因而就可能会陷入永远只能借助表面现象来解决问题的窘境。

对于CSS的定位

在初步理解过浏览器对于网页渲染的机制和原理后，心里有个疑难变得更加突出了，那就是——“CSS在网页渲染中的定位是什么”；我联合了webGL这种单纯的图形渲染API中的图形渲染流程和CSS代码在浏览器中解析后在网页渲染中的作用，得出了一个本人的论断：

CSS是一个用于结构化形容渲染信息的辅助性DSL。

得出这么一个论断次要是基于以下理由：

  • 结构化形容：CSS代码能够解析成CSSOM，而后依附于DOM上，这个得益于CSS语法自身就是<font color=#39f>键值对式的对象形容</font>这一个性；
  • 辅助性：独自的CSS代码并不能绘制出任何无效的图形，它必须联合HTML解析失去的布局、地位等结点信息能力进行绘制；即CSS代码在渲染过程中<font color=#f00>并不充当着骨架的作用</font>，更多地是<font color=#39f>基于骨架赋予更多样的绘制</font>；
  • DSL：这个就无需多说了，CSS语言自身就不是一门通用性编程语言，它仅仅是针对网页文档的渲染而已，其作用范畴与GLSL/HLSL这类着色器编程语言相比几乎就是专一得不能再专一了。

CSS与绘制

既然CSS只是辅助渲染的，那么CSS所携带的款式信息又是如何转化成底层的绘制语句呢？

这里就须要波及到更具体的浏览器渲染管线流程了，因为光从上图1这种大略的pipeline，咱们根本无法了解CSS这种字符串信息是<font color=#f00>如何在浏览器外部进行解析而后转换成具体的底层绘制命令</font>的。不过好在Google外部发表了一个<font color=#39f>极为具体的演讲稿</font>来论述网页中的像素是在经验了一个怎么的pipeline之后才显示的：Life of a Pixel（这篇演讲稿当然是极力推荐浏览的）；多亏了这个演讲稿，我终于不必去从Chromium我的项目源码中去一点点查找CSS渲染的蛛丝马迹了……

上图是我根据上述演讲PPT和本人的了解所总结的一个渲染pipeline，看似很残缺，然而实际上并不是浏览器所有的渲染pipeline，这仅仅是一个初步的流程，后续的优化渲染流程还没波及；因为前面的优化渲染pipeline和更新渲染pipeline比较复杂，当前再独自钻研，<font color=#39f>这里总结的流程权当是一个简略的全量渲染pipeline</font>；

模仿CSS渲染

如果真要模仿上述流程图中所有pipeline，即HTMl + CSS → 像素，那真是一个微小的工程，切实是有心无力；我最感兴趣的局部实际上是光栅化的局部，即Paint Operator → 像素，因而基于webGL对这个光栅化做了一个最简化模型：

能够看到这个渲染pipeline是十足的简略，IMGUI + 全量式绘制；因为我只想验证所谓的Paint Operator携带的绘制信息到底是如何传入到真正的底层——即着色器内的，我想晓得着色器外部是如何消化和了解Paint Operator的；所以下面这个模型只是我集体依据Life of a Pixel一文所想到的一种底层交互模型；

模仿代码

import { PaintOperator } from '@/types/css-gl'import { vec2, vec4 } from 'gl-matrix'(() => {  const { CSSGL } = WebGLEngine // WebGLEngine是本人手写的一个webGL渲染库  const ops: PaintOperator[] = new Array(50).fill(0).map((val, idx) => {    const randomPos: vec2 = [      Math.random() * window.innerWidth,      Math.random() * window.innerHeight    ]    const randomSize = vec2.create()    const randomBg: vec4 = [      Math.random(),      Math.random(),      Math.random(),      1.0    ]    vec2.random(randomSize, 200)    return {      id: idx,      shape: {        pos: randomPos,        size: randomSize      },      flags: {        background: randomBg      }    }  }) // 随机构建50个PaintOperator对象  const gl = new CSSGL('test', ops) // 解析PaintOperator数据  gl.paint() // 执行绘制})()

解析代码就是下面这些，因为底层代码做了形象，所以大部分代码都是生成PaintOperator对象的；能够看下预设的着色器代码：

precision highp float; // 高精度uniform vec2 u_Screen; // 屏幕尺寸attribute vec2 a_Pos; // 顶点坐标vec2 widthRange = vec2(0.0, u_Screen.x);vec2 heightRange = vec2(0.0, u_Screen.y);vec2 outputRange = vec2(-1.0, 1.0); // NDC坐标范畴为[-1, 1]// 将一个值从原来的范畴等比映射到另一个范畴float rangeMap (float source, vec2 sourceRange, vec2 targetRange) {  float bais = source / (sourceRange.y - sourceRange.x); // 在范畴长度中的占比  float target = bais * (targetRange.y - targetRange.x) + targetRange.x;  return target;}void main() {  gl_Position = vec4(    rangeMap(a_Pos.x, widthRange, outputRange),    rangeMap(a_Pos.y, heightRange, outputRange) * -1.0, // 转换成NDC时y轴须要翻转    1.0,    1.0  );}
precision highp float; // 高精度uniform vec2 u_Screen; // 屏幕尺寸uniform vec4 u_Background; // 背景色void main() {  gl_FragColor = u_Background;}

因为模型自身很简略，因而对应的着色器也很简略；通过着色器代码不难看出，我所了解的底层着色器接管Paint Operator信息就是通过内置的属性来一一对应，是最原始的形式；

对于Skia

下面这个模仿思路其实很简略，所以我也很想去验证这种思路跟具体的Chrome/Chromium底层绘制有啥不同（单纯的感兴趣）；因为Chromium外部简直所有的图形绘制都交给了Skia图形库，所以只能去Skia源码去查找蛛丝马迹了；

不过看了一圈Skia我的项目源码之后，我发现Skia我的项目切实是太高度形象了，层层嵌套，从着色器代码外面压根找不出蛛丝马迹，因为着色器代码外面的信息看起来都是很形象/通用的数据，无奈间接分割到图元绘制；看来须要较长的工夫能力找出我想要的答案，尽管有点遗憾，然而也从Skia自身发现了一些不错的中央：

  • Skia外部设计了一个着色器语言，名为SkSL (Skia Shading Language)；SkSL实际上就是基于某一固定版本的GLSL语法进行设计的，其作用应该是抹去不同GPU驱动API着色器语法的差别，以便对于不同的GPU驱动能够进一步输入为指标着色器语言，因而SkSL能够看做是着色器预编译语言2；

  • Skia的API格调也很有意思，与Canvas API很类似，看一下官网的Demo就晓得了：

    void draw(SkCanvas* canvas) {    canvas->drawColor(SK_ColorWHITE);    SkPaint paint;    paint.setStyle(SkPaint::kFill_Style);    paint.setAntiAlias(true);    paint.setStrokeWidth(4);    paint.setColor(0xff4285F4);        SkRect rect = SkRect::MakeXYWH(10, 10, 100, 160);    canvas->drawRect(rect, paint);    SkRRect oval;    oval.setOval(rect);    oval.offset(40, 80);    paint.setColor(0xffDB4437);    canvas->drawRRect(oval, paint);    paint.setColor(0xff0F9D58);    canvas->drawCircle(180, 50, 25, paint);    rect.offset(80, 50);    paint.setColor(0xffF4B400);    paint.setStyle(SkPaint::kStroke_Style);    canvas->drawRoundRect(rect, 10, 10, paint);}

    相熟的命令式以及图元绘制命名；

  • Skia中有三大基类：SkCanvas、SkBitmap和SkPaint3；

    • SkCanvas：治理绘制相干的API；
    • SkBitmap：治理bit数据；
    • SkPaint：治理图元绘制格调相干的状态；

相干文档

  • How Blink works - Google 文档：一个对于Blink渲染引擎的超强概述
  • Web IDL 简介 | 澪同学的博客
  • https://www.chromium.org/blink
  • 再见，CSS Shader (CSS Custom Filter) | 花嫁達の部屋：无心中发现的一个被废除的标准
  • W3C CSS标准主页
  • https://www.chromium.org/deve... ：Chromium我的项目对于Skia应用的概述
  • Skia Vulkan Performance - 知乎
  • 着色器 - LearnOpenGL-CN
  1. https://docs.google.com/docum... ↩
  2. https://github.com/google/ski... ↩
  3. https://www.chromium.org/deve... ↩