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深入探讨 filter 与 backdrop-filter 的异同

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本文将深入探讨在 CSS 中两个非常类似的属性 -- filter 和 backdrop-filter。它们都能完成某些滤镜功能，但是它们肯定也存在差异。那么，为什么在 CSS 中有了 filter 还诞生了 backdrop-filter 了？

带着这个疑问，开始今天的正文。

filter VS backdrop-filter

在 CSS 中，有两个和滤镜相关的属性 -- filter 和 backdrop-filter。

backdrop-filter 是更为新的规范推出的新属性，可以点击查看 Filter Effects Module Level 2。

  • filter：该属性将模糊或颜色偏移等图形效果应用于元素。
  • backdrop-filter： 该属性可以让你为一个元素后面区域添加图形效果（如模糊或颜色偏移）。 它适用于元素背后的所有元素，为了看到效果，必须使元素或其背景至少部分透明。

注意两者之间的差异，filter 是作用于元素本身，而 backdrop-filter 是作用于元素背后的区域所覆盖的所有元素。

它们所支持的滤镜种类：

filter backdrop-filter 备注
url √ √ 获取指向SVG过滤器的URI
blur √ √ 高斯模糊滤镜
brightness √ √ 图像明亮度的滤镜
contrast √ √ 图像的对比度滤镜
drop-shadow √ √ 图像的阴影滤镜
grayscale √ √ 图像灰度滤镜
hue-rotate √ √ 图像色相滤镜
invert √ √ 反转滤镜
opacity √ √ 透明度滤镜
sepia √ √ 深褐色滤镜
saturate √ √ 图像饱和度滤镜

可以看到，两者所支持的滤镜种类是一模一样的。

也就是说，它们必然存在诸多差异，下面就让我们逐一探讨。

作用对象的差异

backdrop-filter 最常用的功能，就是用于实现毛玻璃效果。

我们通过实现毛玻璃效果来理解 filter 和 backdrop-filter 使用上的一些差异。

在 backdrop-filter 没有诞生前，我们想实现这样一个毛玻璃效果，是比较困难的：

有了它，实现毛玻璃效果就非常 Easy 了，看这样一段代码：

<div class="bg">
    <div>Normal</div>
    <div class="g-filter">filter</div>
    <div class="g-backdrop-filter">backdrop-filter</div>
</div>
.bg {
    background: url(image.png);
    
    & > div {
        width: 300px;
        height: 200px;
        background: rgba(255, 255, 255, .7);
    }
    .g-filter {
        filter: blur(6px);
    }
    .g-backdrop-filter {
        backdrop-filter: blur(6px);
    }
}

CodePen Demo -- filter 与 backdrop-filter 对比

filter 和 backdrop-filter 使用上最明显的差异在于：

  • filter 作用于当前元素，并且它的后代元素也会继承这个属性
  • backdrop-filter 作用于元素背后的所有元素

仔细区分理解，一个是当前元素和它的后代元素，一个是元素背后的所有元素。

理解了这个，就能够明白为什么有了 filter，还会有 backdrop-filter。

效果上的差异

下面来看一些实际使用上，效果的差异。

譬如，我们想实现这样一个图片的蒙版 Hover 效果：

使用 backdrop-filter 可以轻松的胜任，因为它就是用于产生蒙版，作用于蒙版背后的元素，其核心伪代码如下：

<div></div>
div {
    position: relative;
    background: url(https://www.wptunnel.com/wp-content/uploads/2021/07/wptunnel-hd-beautiful-wallpaper-4.jpg);
}

div::before {
    content: "";
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
    bottom: 0;
    right: 0;
    backdrop-filter: grayscale(100%);
    transition: .3s transform;
}

div:hover::before {
    transform: translate(100%, 0);
}

思考如果使用 filter，如何实现上述的效果呢？比较麻烦，因为 filter 是作用于元素上的，所以，它只能是实现类似于这样的 Hover 效果：

上述两个效果 DEMO：CodePen -- filter VS backdrop-filter

核心代码：

div {
    filter: grayscale(100%);
    transition: .3s filter;
}
div:hover {
    filter: grayscale(0);
}

通过这个例子，应该可以更好的理解它们之间的差异。

性能的差异

最早想写这篇文章的初衷，是因为认为 filter 和 backdrop-filter 可能实际存在性能上的差异。

但是随着我使用多个 DEMO 验证， 利用 filter 和 backdrop-filter 实现相同的动画效果，获取在动画期间的页面的帧率变化。

除了 Chrome 自带的页面帧率控制面板，还有一种利用 rAF 近似计算页面帧率的方案，可以戳这里 -- Web 动画帧率（FPS）计算

实际对比之后，发现其实两者并无多大性能上的差异。（当然，也可能是我的实验不够严谨。欢迎有更为准确的数据的同学指出）。

因此，如果利用 filter 和 backdrop-filter 都可以实现同一个效果，仅仅是性能这个角度，两者在性能上其实不会有多大差异，二者选其一即可。

Backdrop Root

接下来这一点很有意思。有必要再好好讲一讲。

当然，这一点 filter 和 backdrop-filter 都一样，那就是作用了 filter 和 backdrop-filter 的元素（值不为 none），都会生成 Backdrop Root。

什么是 Backdrop Root 呢？（规范戳我 -- CSS 草案 -- Backdrop Root）也就是我们常说的，生成了自己的堆叠上下文（Stacking Context）。

我们直接来看，它会造成什么问题：

生成了 Backdrop Root 的元素会使 CSS 3D 失效

我之前写过一个 3D 球的旋转动画，大概是这样：

这个 Demo 你可以戳这里：CodePen Demo - 3D ball:

然而，如果我们给上述动画的容器，添加一个 filter 或者 backdrop-filter：

{
    filter: blur(1px);
}

整个 3D 动画就会坍缩为 2D 动画：

更为具体的探讨，你可以看看我的这篇文章 -- 探究 CSS 混合模式\滤镜导致 CSS 3D 失效问题

作用了 filter 和 backdrop-filter 的元素会使内部的 fixed 定位失效

另外这个问题也是比较常见的问题。

我们都知道，CSS 中 position: fixed 是相对于屏幕视口进行定位的。

然而，作用了 filter 和 backdrop-filter 的元素的元素会使得其内部的 position: fixed 元素不再相对于屏幕视口进行定位，而是相对这个 Backdrop Root 元素进行定位，其表现就是 position: fixed 定位的元素退化为了 position: absolute。

当然，除了 filter 和 backdrop-filter 之外，在 CSS 中目前一共有 7 种方式可以让元素内部的 position: fixed 基于该元素定位：

  1. transform 属性值不为 none 的元素
  2. 设置了 transform-style: preserve-3d 的元素
  3. perspective 值不为 none 的元素
  4. 在 will-change 中指定了任意 CSS 属性
  5. 设置了 contain: paint
  6. filter 值不为 none 的元素
  7. backdrop-filter 值不为 none的元素

更为具体的探讨，你可以看看我的这篇文章 -- fixed 定位失效 | 不受控制的 position:fixed

兼容性的差异

最后，我们再来看看兼容性方面的差异。

到今天，不考虑 IE，filter 的兼容其实已经非常非常的好了（2021-12-27）：

而 dropback-filter 则一直没得到 Firefox 系列的支持：

因此，Firefox 的跟进支持一直是阻碍 dropback-filter 在生产环境使用最重要的一环。仅仅从兼容性角度考虑，使用它俩都能实现的效果我们应该尽可能的选择 filter。

最后

好了，本文到此结束，希望本文对你有所帮助 :)

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如果还有什么疑问或者建议，可以多多交流，原创文章，文笔有限，才疏学浅，文中若有不正之处，万望告知。

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附上两张兼容性表

image
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@renmu123
啊哈是的，目前制约 backdrop-filter 很大的原因是 firefox 系一直不支持。
兼容性也会补充到文章中~

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firefox前阵子的新版本也支持backdrop-filter了，可以放心用，毕竟这属性一般也只是用来整花活，有没有不影响功能使用。
这里再补充一个这两个属性的trick，它两搭配使用可以在激活了hdr模式的页面中使普通元素也带上hdr效果。
详情可见我做的这个demo，用safari打开https://blog.lavac.cc/playground/hdr-pong

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@LavaCxx 赞~

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我用NUC8-i5beh 测试了一下，在 4K 输出下，两者的性能差异还是很明显，例如：modal 遮罩层加了 backdrop-filter 会有非常明显的丢帧，而且帧数会调到 30附近， blur 能保持在40左右，丢帧较少。

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最近发现一个应该算是bug，svg里foreignObject的backdrop-filter，直接打开预览svg是有效果的，但svg用img标签引入效果就会丢失

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刚刚在测试v站网友的网站时发现一个火狐有关的bug。
当子元素套用backdrop-filter且父元素满足overflow不为visible和border-radius大于0时，类似于position:fixed失效的问题，某些属性会使得backdrop-filter的失效，比如filter（未能复现但却有其事）和transform。简单搜了下几年前的chrome也有类似的问题，但是前人的解决方法在今日的火狐上却无效。

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