信任有益，观察更好：Intersection Observer v2

Intersection Observer v2 不仅可以观察交叉本身，还可以检测交叉元素在交叉时是否可见。

Thomas Steiner

Intersection Observer v1 可能是广受欢迎的 API 之一，现在 Safari 也支持它，因此它终于可以在所有主流浏览器中普遍使用。如需快速回顾该 API，建议您观看下面嵌入的 IntersectionObserver v1 的 Surma 超强微技巧。您还可以阅读 Surma 撰写的深入文章。 人们已将 Intersection Observer v1 用于各种用例，例如延迟加载图片和视频、在元素达到 position: sticky 时收到通知、触发分析事件等。

如需了解完整详情，请参阅 MDN 上的 Intersection Observer 文档，但在此提醒一下，在最基本的情况下，Intersection Observer v1 API 如下所示：

const onIntersection = (entries) => {
  for (const entry of entries) {
    if (entry.isIntersecting) {
      console.log(entry);
    }
  }
};

const observer = new IntersectionObserver(onIntersection);
observer.observe(document.querySelector('#some-target'));

Intersection Observer v1 存在哪些挑战？

需要说明的是，Intersection Observer v1 非常棒，但并不完美。在某些极端情况下，该 API 会不够用。我们来仔细看看！ Intersection Observer v1 API 可以告知您何时有元素滚动到窗口的视口中，但不会告知您该元素是否被任何其他网页内容遮盖（即元素被遮挡时），或该元素的视觉显示是否已被 transform、opacity、filter 等视觉效果修改，这些效果实际上会使元素不可见。

对于顶级文档中的元素，可以通过 JavaScript（例如通过 DocumentOrShadowRoot.elementFromPoint()）分析 DOM，然后深入挖掘，来确定此信息。相比之下，如果相关元素位于第三方 iframe 中，则无法获取相同的信息。

为什么实际曝光度如此重要？

很遗憾，互联网会吸引意图更为恶劣的犯罪分子。 例如，在内容网站上投放按点击付费广告的某个不良发布商可能会受到诱导，诱骗用户点击其广告，以增加发布商的广告收入（至少在短时间内，直到广告网络发现其行为为止）。通常，此类广告会在 iframe 中投放。 现在，如果发布商希望用户点击此类广告，则可以应用 CSS 规则 iframe { opacity: 0; } 并将广告 iframe 叠加在某些吸引人的元素（例如用户真正想点击的萌猫视频）上，从而使广告 iframe 完全透明。这称为点击劫持。您可以在此演示的上半部分看到此类点击劫持攻击的实际运作方式（尝试“观看”猫视频并启用“欺骗模式”）。您会发现，iframe 中的广告会“认为”自己获得了合法点击，即使您在点击它时（假装不情愿）它是完全透明的也是如此。

将广告设置为透明，并将其叠加在某个吸引人的元素上，以诱骗用户点击广告。

Intersection Observer v2 如何解决此问题？

Intersection Observer v2 引入了按人类定义的方式跟踪目标元素的实际“可见性”的概念。通过在 IntersectionObserver 构造函数中设置一个选项，交叉的 IntersectionObserverEntry 实例将包含一个名为 isVisible 的新布尔值字段。为 isVisible 设置 true 值是底层实现的强大保证，可确保目标元素完全不受其他内容遮挡，并且未应用任何会改变或扭曲其屏幕显示效果的视觉效果。相反，值 false 表示实现无法做出此保证。

规范的一个重要细节是，实现允许报告假阴性（即，即使目标元素完全可见且未修改，也将 isVisible 设置为 false）。出于性能或其他原因，浏览器仅限于使用边界框和直线几何图形；它们不会尝试针对 border-radius 等修改实现像素级精确的结果。

不过，在任何情况下都不允许出现假正例（即，在目标元素未完全可见且未经修改时将 isVisible 设为 true）。

新代码在实际中的样子是什么样的？

IntersectionObserver 构造函数现在还接受两个额外的配置属性：delay 和 trackVisibility。delay 是一个数字，表示观察器针对给定目标发送通知之间的最小延迟（以毫秒为单位）。trackVisibility 是一个布尔值，表示观察器是否会跟踪目标的公开范围变化。

请务必注意，当 trackVisibility 为 true 时，delay 必须至少为 100（即每 100 毫秒发送不超过 1 条通知）。如前所述，可见度计算成本很高，因此提出此要求是为了防止性能下降和耗电量增加。负责任的开发者将使用可接受的最大值来设置延迟时间。

根据当前规范，可见度计算如下：

  • 如果观察器的 trackVisibility 属性为 false，则目标将被视为可见。这与当前的 v1 行为相对应。

  • 如果目标具有有效的转换矩阵（而非 2D 平移或按比例的 2D 放大），则目标会被视为不可见。

  • 如果目标或其包含的块链中的任何元素的有效不透明度不为 1.0，则系统会将目标视为不可见。

  • 如果目标或其包含的块链中的任何元素应用了任何过滤器，则系统会将目标视为不可见。

  • 如果实现无法保证目标完全不受其他网页内容遮挡，则目标会被视为不可见。

这意味着，当前的实现在保证可见性方面非常保守。例如，应用几乎无法察觉的灰度滤镜（如 filter: grayscale(0.01%)）或使用 opacity: 0.99 设置几乎不可见的透明度，都会使元素不可见。

以下是一个简短的代码示例，展示了新 API 功能。您可以在演示的第二部分中查看其点击跟踪逻辑的运作方式（不过现在，请先尝试“观看”小狗视频）。请务必再次启用“欺骗模式”，立即将自己转变为可疑发布商，看看 Intersection Observer v2 如何防止跟踪非法广告点击。这次，Intersection Observer v2 帮到了我们！🎉

Intersection Observer v2 可防止意外点击广告。

<!DOCTYPE html>
<!-- This is the ad running in the iframe -->
<button id="callToActionButton">Buy now!</button>

// This is code running in the iframe.

// The iframe must be visible for at least 800ms prior to an input event
// for the input event to be considered valid.
const minimumVisibleDuration = 800;

// Keep track of when the button transitioned to a visible state.
let visibleSince = 0;

const button = document.querySelector('#callToActionButton');
button.addEventListener('click', (event) => {
  if ((visibleSince > 0) &&
      (performance.now() - visibleSince >= minimumVisibleDuration)) {
    trackAdClick();
  } else {
    rejectAdClick();
  }
});

const observer = new IntersectionObserver((changes) => {
  for (const change of changes) {
    // ⚠️ Feature detection
    if (typeof change.isVisible === 'undefined') {
      // The browser doesn't support Intersection Observer v2, falling back to v1 behavior.
      change.isVisible = true;
    }
    if (change.isIntersecting && change.isVisible) {
      visibleSince = change.time;
    } else {
      visibleSince = 0;
    }
  }
}, {
  threshold: [1.0],
  // 🆕 Track the actual visibility of the element
  trackVisibility: true,
  // 🆕 Set a minimum delay between notifications
  delay: 100
}));

// Require that the entire iframe be visible.
observer.observe(document.querySelector('#ad'));

致谢

感谢 Simeon Vincent、Yoav Weiss 和 Mathias Bynens 审核本文，以及 Stefan Zager 审核本文并在 Chrome 中实现此功能。主打图片由 Unsplash 上的 Sergey Semin 提供。