前端生成海报图技术选型与问题解决
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2024-06-18 09:10
作者：vivo 互联网大前端团队 - Tian Yuhan
本篇文章主要聚焦海报图分享这个形式，探讨纯前端在H5&小程序内，合成海报到下载到本地、分享至社交平台整个流程中可能遇到的问题，以及如何解决。
一、引言
绝大多数的电商平台都会设计分享裂变的功能，激励用户进行分享，这是一种拉新促活的常见措施。提到分享裂变，就免不了需要生成用户专属的分享链接或者专属海报。当然分享推广的形式多种多样，有文本链接、网页链接、图片邀请码、小程序、音视频等等。
本篇文章主要聚焦海报图分享这个形式，探讨纯前端在H5&小程序内，合成海报到下载到本地、分享至社交平台整个流程中可能遇到的问题，以及如何解决。
二、选型参考
2.1 实现方式
根据海报图生成渠道的差异，可以将海报图生成分为：客户端生成、前端生成和服务端生成，以下是从技术实现、兼容性、生成速度和功能受限四个维度进行的对比：
对于排版复杂的场景： 建议使用服务端Node.js渲染的方式【如Puppeteer图片生成】；
对于排版简单，但用户请求并发大的场景：建议使用前端或客户端生成海报图；
对于需多端投放，样式动态更新的场景：建议使用前端生成海报图；
对于叠加用户交互的场景：建议使用客户端原生绘制的方式生成。
本篇文章着重聚焦前端H5 & 小程序内生成海报图的技术实现，如果大家对服务端、客户端生成海报图的方案感兴趣，文末有相关链接可供参考。
2.2 H5 生成海报图技术选型
H5 生成海报图常推荐的方案有三种：
（1）html2canvas：基于页面中存在且可用的DOM结构、样式，构建“截图”，绘制到canvas画布中。
下面是html2canvas的技术解析，详细讲解可以参考文末链接。
（2）dom-to-image：将DOM 节点序列化为XML，包装到SVG中，再转为图片。
下面是dom-to-image的技术解析，详细讲解可以参考文末链接。
（3）canvas 纯原生绘制
以下是示例代码，这里不做赘述
html2canvas和dom-to-image都是用于在canvas的基础上封装的库，由于底层实现方式的不同，它们各有优缺点，以下是从几个维度进行的优缺点对比。
那么如何快速的确认当前的项目应该用哪个组件库呢，有没有必要逐个去验证，这里给到几点建议：
如果需要处理的页面比较复杂或者需要支持SVG图片渲染，在html2canvas中可能更好一些。
如果需要稳定的文字、图片渲染能力或者处理结构化数据的能力，在dom-to-image中可能更好一些。
如果页面基本是图片资源，那么使用原生canvas性能是最好的。
2.3 小程序生成海报图技术选型
与H5类似，小程序生成海报图在项目中常用的也有三种方案：
（1）wxml-to-canvas：利用微信小程序提供的canvas组件，将指定的wxml转化成canvas绘图，然后再将其导出为图片
（2）Painter：利用JSX语法，将绘图的操作转化成绘制命令，并生成对应的canvas绘图
下图来源于Painter 2.0官方介绍
（3）Canvas/Canvas2D
以下是小程序2D Canvas 官方示例代码，详见微信小程序基础能力/画布
从技术实现上看，wxml-to-canvas 是基于2d类型的Canvas组件能力，对基础库有要求，需在2.7.0以上。在canvas2d的基础上，封装了绘制text、image和view的能力，提供wxml绘制到canvas和导出图片的方法。Painter不仅支持2d类型的canvas，同时兼容了低版本canvas组件。同时支持更多复杂样式的绘制，对于网络素材实现了一套LRU存储机制，无需重复下载图片，并增加了容错机制。
从使用方法上看，wxml-to-canvas使用相对较简单，只需要在小程序中引入wxml-to-canvas库，然后传入需要生成海报图的wxml代码和画布的宽高即可。而Painter需要在小程序中使用类JSX的语法绘制所有图形，覆盖小程序页面中相应的canvas组件。
针对两种不同库，wxml-to-canvas更适合将已有的wxml结构转换为图片，对于复杂的定制化设计需要在wxml中拼接、排版的海报来说，并不是最佳选择。Painter则更适合在小程序中进行复杂绘制操作。
但从另一个角度看,如果对绘制性能要求比较高的业务来说，wxml-to-canvas 相比Painter更符合诉求。当然，如果仅涉及图片间的快速组合，也可以使用canvas原生绘制的能力，只是要关注图像绘制和canvas导出的实际问题。
前面两个章节，主要解决在绘制选型上的疑虑，下一步面对的就是如何解决实现过程中出现的问题。
三、H5 常见问题
3.1 设计还原效果
设计还原除了关注最基础的字体样式、排版，同时也要兼顾深色模式适配、字号大小适配、页面缩放、浏览器兼容性。这些因素无疑给前端生成海报图带来巨大的压力，下面我也将从提到的这些方面进行展开，也可以作为大家选型参考或者解决方案的参考。
当业务需求涉及复杂的文本排版，那么建议直接放弃canvas原生绘制，难度大风险大耗时长。第三方库处理逻辑大同小异，本质上都是基于DOM 转为 canvas，但并不是真正的浏览器截图，都会存在一些共性问题。
3.1.1 字体样式
如下图所示，当前设备生效的是特殊字体，那么生成海报图得到的有可能是特殊字体，出现与设计不符，不同用户生成的海报图效果不一致的情况。
如何规避这个问题呢？复制DOM并隐藏，对复制的DOM嵌入网络字体包，保证设计效果。如果是固定文案，也可以采用嵌入图片的方式。
3.1.2 排版
排版常遇到的问题是文本换行、超长字符打点，通常也会叠加系统字号大小、页面缩放一起出现。
问题1: 文本换行打点怎么办？
第三方库中一般会有文本换行相关的处理：
类似html-to-canvas它的处理基于"CanvasRenderingContext2D.measureText()"，在绘制时测量每个字符的宽度，进行渲染位置的更新。基于这个处理方案，超长字符打点的问题是很难解决的。
而dom-to-canvas是基于svg转图片的方式，天然的具有文本排版处理的能力，这也是这个库的优势所在。
问题2: 那如果叠加页面缩放呢？
一般h5都具有页面缩放适配的能力，复制DOM也会继承该处理，不会有太大的影响。
问题3: 如果页面有设置大字号模式，DOM在不同字号大小下展示样式有区别，但是需要导出图片样式保持一致呢？
那么就需要在复制DOM时，针对字号大小进行逆向处理，比如系统字体将字号放大1.25倍，在该场景下，复制DOM时就需要对字号进行缩小1.25倍。
3.1.3 适配
深色模式适配，分为两种：
一种是系统级别的反色：系统级别的反色不会侵入到DOM，复制的DOM仍然与浅色模式下一致，导出的图片也不会受到影响。
一种是自定义样式的反色：自定义的反色对DOM样式有侵入，复制DOM及其样式，导出的图片可能受影响，如下图所示。只需要在复制DOM时将侵入的样式或者控制深色模式的判断条件去除即可。
兼容性适配，与canvas和foreignObject的兼容性相关，一般来说，不建议在Android低版本中使用，性能较差。
3.2 跨域问题
只要使用canvas绘制图片，必然绕不过的就是跨域的问题，解决跨域问题有以下几种思路：
代理服务器：通过配置服务器代理，将原本跨域的图片请求转为同域的图片请求。从根源上解决跨域问题。针对图片来源单一可控的场景、具备代理配置的能力的业务场景，建议采用该方案。
解决资源跨域：前提需要有权限访问被请求的跨域服务器，可以通过设置服务器上的 CORS头信息“Access-Control-Allow-Origin: * 或者特定域名”来实现，然后再解决资源的跨域问题。下面就聚焦这个场景，展开介绍下：
3.2.1 crossOrigin
在请求图片时，需要增加属性 img.crossOrigin = 'anonymous' ，告知跨域服务器，本次请求可以匿名访问，不需要提供凭证。代码示例如下图所示：
设置这个就可以一劳永逸了吗，并不是，还可能出现图片缓存引起的请求跨域问题：在同一个页面中，如果canvas需要绘制的图片已经加载过了，浏览器会默认缓存下来，当canvas使用这张图片时，浏览器会直接返回缓存的图片。这时被缓存后的图片就不展示CORS请求响应头携带Access-Control-Allow-Origin的要求了，就会导致报错。
解决方案最简单的是给跨域请求追加时间戳，但这个方案会造成资源重复请求，也可能会有缓存击穿的风险。
3.2.2 ajax+Blob/base64
通过额外发一次请求，将图片转为blob或者直接用base64的图片格式，避免单张图片频繁请求。但如果涉及到的图片比较多，也会带来内存压力问题，需要注意资源及时释放。代码示例如下图所示：
3.3 生成性能
控制复制DOM的数量 原因：海报图的生成耗时与复制dom的数量成正比。
如果采用的是iframe启用的方式，减少iframe启动次数。
一般组件库是基于一个DOM生成一张海报图，如果一次需要生成多张海报图，可以合并DOM，启用一次iframe，批量生成多张图片。
分割操作，将文本相关耗时的操作前置，最后简单的图片+图片的合并，使用canvas原生绘制，也是一种提升性能的方案。
四、小程序常见问题
4.1 元素绘制
不论是使用哪种方案，在小程序绘制海报图时，需要提前设定好绘制的尺寸，甚至wxml-to-canvas要求为每个元素设置固定的宽度和高度，否则会出现布局错误。所以自适应高度在小程序端是不存在的，对于排版样式就进行了初步限定。
同时，元素之间是存在层级关系的，与书写的结构强关联，这个要尤为注意。
对于元素及其样式的支持是有限的，不同库的支持程度也是不一致的，可根据业务进行选择，这里简单举例对比下：
4.2 存储问题
以下是wxml-to-canvas的源码，在绘制图片时，往往是绘制网络图片，需要从远程拉取图片，转为本地临时文件存储【wx.downloadFile】，canvas绘制取临时文件地址【tempFilePath】，然后进行绘制。保存图片时再将canvas导出为临时文件【wx.canvasToTempFilePath】。
若在小程序内触发保存图片到本地【wx.saveImageToPhotosAlbum】，需要进行权限校验，这部分需要业务自行处理，如下所示。
如果选择使用Painter库绘制海报图，且为了提升性能开启了LRU存储机制，这时就要关注缓存文件的有效性，官方也在小程序 LRU 存储设计中进行了重点讲解。
4.3 生成性能
研究过Painter源码的同学可能关注到在canvas导出图片的函数中，存在一个300ms的延迟，这个是为什么呢？300ms这个延迟可以去掉吗？
答案是：这个逻辑下不可以省略！否则可能出现图片缺失的问题。
Painter提供了canvas2d 接口和canvas旧接口两套逻辑，而延迟300ms出现在旧接口逻辑体系中。这是因为旧接口使用的是downloadFile将网络图片缓存到本地后再进行drawImage，而整个绘制-导出过程中没有监听图片加载完成的步骤，因此有概率出现图片未加载完成就直接绘制的情况，进而出现内容缺失。虽然加入了定时器延长时间，但不同的机器不同的图片绘制时间不同，设定单一的延迟等待并不能从根本上解决问题，反而影响生成图片的性能。
相应的，在canvas2d的体系中则可以通过 Canvas.createImage 创建图片对象，并监听图片的load事件，在回调之后执行ctx.drawImage绘制到canvas中，这样就可以有效的解决上述问题。
针对这种场景，如果有其他比较好的解决方案，欢迎读者在评论区留言。
ps: 微信官方正在推出Skyline/snapshot的截图组件，也可以实现wxml/wxss导出图片的功能，详见微信小程序Skyline /snapshot
五、思考总结
本文主要聚焦前端生成海报图的技术选型，不同选型可能出现的问题及其解决思路。期望通过本篇文章，能够让读者在接收到相关需求时，对于一些容易踩坑的点做好前期评估。如果当前正在开发相关的需求，遇到相似的问题能够提供一些解决思路。
同时如果大家有更好的解决方案，欢迎在评论区留言。
当然，随着AI技术的发展，生成海报图可能不再需要通过代码逻辑实现。可以通过数据模型训练，更加智能化的快速生成营销海报图，那么以上的问题将不再是问题。我们也将持续关注在ToC业务中相关的实现方案，与大家一起探讨。
参考连接：
END
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