深入理解box-shadow的渲染

box-shadow这个属性,目的为框盒子添加阴影,使用起来也不是十分复杂。但是最近在开展单位的前端cop项目时,发现此属性不简单,还可以这样用,而且会发现一些看似复杂好玩的东西竟然是用box-shadow实现的。
网上介绍这个属性的大部分文章都是介绍怎么使用,各个属性值怎么设置会有如何的效果之类的,少有深入探讨,感觉读完之后知其然,却不知所以然,无法清晰融会。于是下来好好研究了一下,总结如下。
使用语法:

    box-shadow: x-shadow y-shadow blur-radius spread-radius color type;

各属性值含义:

  • x-shadow:水平阴影的偏移,当值为正时,阴影往x轴正向偏移,即水平向右;反之,值为负时,阴影往x轴反向偏移,即水平向左
  • y-shadow:垂直阴影的偏移,当值为正时,阴影往y轴正向偏移,即垂直向下;反之,值为负时,阴影往y轴反向偏移,即垂直向上
  • blur-radius:模糊距离,不能为负值;为0表示不模糊,值越大,阴影的边缘就越大,也就越模糊
  • spread-radius:阴影的尺寸,参数可选,不设置为0;正值表示阴影扩展,负值表示阴影反向缩小,可抵消偏移和模糊距离的尺寸
  • color:阴影的颜色,参数可选,不设置便使用浏览器的默认色,因为各浏览器的默认色不同,推荐还是设置一下
  • type:阴影类型,参数可选,不设置默认outset(外部阴影), 还有inset(内部阴影)

1、外部阴影

当type不设置或设置为outset时,是为外部阴影,例如:

box-shadow: 5px 5px 5px 5px #ccc;
box-shadow: 5px 5px 5px 5px #ccc outset;

外部阴影在浏览器渲染时一般是如下几步实现的,

  1. 根据color克隆一个和原始元素相同尺寸的元素“覆盖”其上
  2. 根据spread-radius向四周增加对应颜色的阴影,类似于“边框”
  3. 然后根据指定的x-shadow 和 x-shadow 将克隆出来的元素进行偏移
  4. 根据指定的blur-radius设置模糊半径,一般是依据高斯算法进行模糊处理,本质上是在阴影边缘将阴影色往纯透明色之间进行颜色过渡,所以看到是模糊是逐渐变淡的;而且据了解blur是沿边缘线两边各一半距离,并从里向外扩散
  5. 最后,将克隆元素与原始原属的交集“剪切”去,剩余部分便是最终阴影效果

各步大概的图示如下:

box-shadow-outset.png

为了更加方便的观察这个原理,图中特意设置了透明度,可进入外部阴影观察动态效果
最终的阴影尺寸为:

  • top阴影: spread-radius - y-shadow + blur-radius/2
  • left阴影: spread-radius - x-shadow + blur-radius/2
  • bottom阴影: spread-radius + y-shadow + blur-radius/2
  • right阴影: spread-radius + x-shadow + blur-radius/2

当模糊距离为0,只有spread-radius时,效果相当于border,但这并不是真正的border,盒子模型计算时宽高不会被计算在内

2、内部阴影

当type设置为inset时,是为内部阴影,例如:

box-shadow: 5px 5px 5px 5px #ccc inset;

个人理解,内部阴影在浏览器渲染时一般是如下几步实现的,

  1. 根据color克隆一个比原始元素相同尺寸大的元素“覆盖”其上
  2. 根据spread-radius向四周沿着border向内切割掉部分克隆的元素,留下对应尺寸的spread
  3. 然后根据指定的x-shadow 和 x-shadow 将克隆出来的元素进行偏移
  4. 根据指定的blur-radius设置模糊半径,一般是依据高斯算法进行模糊处理,本质上是在阴影边缘将阴影色往纯透明色之间进行颜色过渡,所以看到是模糊是逐渐变淡并向外扩散的
  5. 最后,将克隆元素在原始原始边框外面的部分“剪切”去,剩余部分便是最终阴影效果

各步大概的图示如下:


box-shadow-inset.png

为了更加方便的观察这个原理,图中特意设置了透明度,可进入内部阴影观察动态效果

最终的阴影尺寸为:

  • top阴影: spread-radius + y-shadow + blur-radius/2
  • left阴影: spread-radius + x-shadow + blur-radius/2
  • bottom阴影: spread-radius - y-shadow + blur-radius/2
  • right阴影: spread-radius - x-shadow + blur-radius/2

3、多个阴影及层级关系

1) 多个阴影
当多个阴影重叠时,声明在前面会覆盖后面的,比如:

box-shadow: 0px 0px 5px 10px blue, 0px 0px 5px 20px red;

其中前面的蓝色阴影会覆盖后面的红色阴影

2) 层级关系
有了框阴影,便有了内外阴影,元素边框,背景和内容等的呈现层级关系,一般为如下层级关系:
border > 内阴影 > background-image > background-color > 外阴影
可以点击此处试一试: 内部阴影

附:几个box-shadow的demo

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