原文: Pixels are expensive by Paul Lewis
像素点是昂贵的在CC-By 3.0许可证下使用.
像素点是昂贵的
你应该了解像素点是如何呈现在用户屏幕上的。不是为了知道而了解，而是因为作为一个高效的当代网页开发人员，你将需要优化它。
前几天，我正在通读《对于网页渲染，每一个前端开发人员都应该知道的是什么》，我觉得这篇文章好像漏了一些关键点。文章着重强调了CSS选择器的匹配、布局（或基于Gecko浏览器（比如火狐）的回流）和强制同步布局（亦称Layout Thrashing）的注意事项。我得说，所有这些都是我们需要知道的非常好的东西，但对于我来讲，它不能涵盖所有我需要知道的关于页面渲染的信息。大部分情况下，我们都会试着在工作中做到60fps，通常这就意味着要了解浏览器为了帧数在做什么和在优化什么。
在今年的Google I/O大会上，我单步调试了相当数量细节的管道。如果与阅读文章相比，你更喜欢看视频，那么下面就是此次会议的视频：
如果只想看渲染管道的部分，可以从16分钟左右开始看。
对于网页渲染，开发人员需要知道什么？
从一个开发者的角度来说，需要注意四个主要的领域：
1. 重新计算模式
这是文章关注的第一部分，描述的是关于选择器匹配和计算出哪种模式可应用于DOM的哪些部分。
浏览器算出哪个CSS用于哪个元素。
通常来说，不论怎样，这是超级快的，除非你有一个有成千上万元素的DOM树，并且使树中的一大部分无效（比如说通过在body中加一个类影响他的所有子类）。
大多数情况下，优化选择器匹配将会产生最小的回报。不将下一步发生什么考虑在内时…
2. 布局
一旦我们知道了哪种模式应用于渲染树（要涂色的）的DOM。对我们来说，它本质上看起来就好像漏掉了一些东西（我们不需要画的东西）、又加上了一些东西（比如伪元素）的DOM。
渲染树：我们需要涂色的东西。
在布局上我们算出页面的几何结构，即每个元素在页面上的什么位置上？这正是在计算上开始变得昂贵的地方，因为元素布局的方式是不一定的；一个元素所在的位置往往和另一个元素也有关系。如果我改变了<body>的尺寸，那么有可能<body>里的东西也都需要改变。
这也正是开始变得有趣的地方。打比方说你改变了一个布局的属性，某些东西改变了页面的几何结构（填充、页边空白、位置、文本大小、边界），接下来会怎样？嗯，下面是我做的一段视频，展示了当改变元素的几何结构式，Chrome的开发调试工具DevTools的时间轴的情况。在这个例子里，我改变了它的高度：
要注意的事情是那些条块很快的通过了60fps时间线，我们用了大约23ms找出了几何结构的每一帧的变化。无论这个动画是由JavaScript还是CSS触发的，这都是真实的，因为仍需要完成布局工作。当我们打算达到60fps时，我们有16ms去完成所有事情，我们在刚才的任务中也做到这个了。哎哟喂，一石二鸟。
这里算是一点福利吧，你肯定想避免layout thrashing或强制同步布局，这将导致浏览器不必要的去进行布局/回流。这只会让情况变得更糟糕。
无论怎样，希望从那个视频里你也能看到尽管我们在布局上花费了23ms，但我们用了600ms对改变的像素点进行涂色。
3. 涂色
现在我们知道了要填到他们的像素点里的元素在哪了，这也是你将要花费大部分时间的地方。如果你触发了涂色，那么你一定会感觉到它的。所以，当你的网站在挣扎的时候，你的用户肯定也会感觉得到。这里是另一个我通过改变元素的颜色（从灰色改成了鲜艳的亮粉色）来触发涂色（这里没有布局变化）的例子：
能触发涂色的属性有颜色、背景或阴影，但如果你改变一个布局属性，事实上也会触发涂色。页面几何结构改变时，像素点被污染，需要固定位置。
一旦涂色完成，我们将要进行最后部分。
4. 合成
默认情况下，在内存中将元素着色至一个图层，对于咱们这些开发者来说，可以将它想象成Photoshop里的画布。如果你用笔刷改变一个像素点，这是破坏性的，将不能再得到原来的那个像素点。（Photoshop还有个撤销功能呢…哈哈）
为了应付这个问题，用一种与Photoshop和其他平面包装设计软件很相似的方法，我们有时将多个元素分到不同的图层，称作复合图层。如果我们要对一个元素着色，理想情况下其他元素都不被着色，就可以用这种方法。我之前已经写过了为“推广”一个元素占用一个独立图层的目前正在使用的规则，但还有一个全新的方法，我会简短的解释一下！:-O
一个艺术家的效果…好吧，是我的，我的页面复合图层的效果。
当我们完成这些图层后，我们再把他们合并在一起，这就是合成。
避免性能瓶颈
不久前我和Paul Irish在HTML5 Rocks上写了一篇文章，解释你怎样得到高性能动画，或在这种情况下，你如何利用管道来确保动画到达60fps。总的说来就是只通过改变属性触发影像合成，而不是布局或涂色：
更改这些属性不会触发布局或涂色。
这里列出了最常见的参数变换（连同不透明度），但理论上其中任何一个都应起作用。你将需要把元素放到各自的复合图层上。但最新最闪亮的方式是will-change，这种方式对于确定的关键词，如opacity或transform将使Chrome和火狐在后台做出适当的优化。至于这两个关键词，至少对Chrome来说，指的是创建复合图层。
如果你刚接触will-change，Sara Soueidan最近在dev.Opera上发表了一篇关于will-change的帖子。如果对于你的工作，你不能依靠will-change，而且will-change还包括了当前版本的Chrome，那么你肯定还在用一些非常老派的黑客技术，比如-webkit-backface-visibility: hidden或者永远的最爱-webkit-transform: translateZ(0);（哦吼，黑了无效变换图层！），你还会再走你自己的老路。
当我们坚持使用复合图层操作时，会看到一个个超亮的帧，并且画面达到了60fps！
出于好奇，我们看到透明帧的原因是因为我们仍在追踪60fps，即使16ms前工作负载就完成了。在这种情况下我们用空白空间填充时间轴。哦，空间！
工具，不是规则，是更光明的未来
事物总是不断变化的，包括我已经解释过的管道。好消息是你的开发工具将总是最新的和真实的，所以如果你不习惯于花时间更新你的工具，你应该改变一下了。它们会用爱来回报你的。
真正的好消息是这些也都会变得更快。在今年的Google I/O大会上，我们用Android系统里的Chrome展示稳定在60fps的快速、流动、持续的动画，这些对于Chrome团队仍是非常重要的。我知道这对于其他浏览器供应商也是非常重要的。
我希望有一天你所需要注意的就只是写“精神正常”的代码，不管它是触发布局、涂色还是其他的，你可以让浏览器做它的工作，但是直到那时候，这才是对于网页渲染，每一个前端开发人员都应该知道的。