【进阶知识】CSS 渐变中的颜色空间和色相插值

作者: TAIS3 分类: css奇技怪巧 发布时间: 2023-10-06 08:41

在 CSS 中，我们可以很轻易的实现一个渐变，比如下面是一个从黄色到蓝色的渐变

background: linear-gradient(to right, yellow, blue)

效果如下

有没有发现有什么问题？🤔

没错，在黄色和蓝色的中间，出现了灰色，看着整体颜色非常“脏”，也就是设计中常说的 “灰色死亡地带”（gray dead zone）

有没有办法规避这种情况呢？这就需要用到今天要介绍的颜色插值算法[1]和色相插值算法[2]了，快速了解一下吧

一、颜色插值算法

颜色插值算法（color-interpolation-method）可以指定颜色用哪一种「色彩空间」用于插值算法，不同的色彩空间在计算颜色变化时表现不同，也就是插值算法不同。

「在渐变中的体现就是颜色的过渡状态」，也就是表示颜色是怎么从一种颜色过渡到另一种颜色的，想想看，我们只规定了黄色和蓝色，为什么就能生成完整的渐变呢？中间的其他颜色怎么来的？就是通过插值算法得来的。

虽然不用管具体是怎么计算的，但是现在我们可以手动去指定系统自带的几种色彩空间，那么，有哪些色彩空间呢？

色彩空间可以分成两种类型，分别是「直角坐标颜色空间」（rectangular-color-space）和「极坐标颜色空间」（polar-color-space），其实就是根据表示方式区分的。

  • 直角坐标颜色空间

可以取值 srgb、srgb-linear、lab、oklab、xyz、xyz-d50 或 xyz-d65 。

  • 极坐标颜色空间

可以取值 hsl、hwb、lch 或 oklch。

下面是srgb和hsl两种色彩空间的颜色模型

这里就不多描述了，只需要知道有这样一个概念就行了

二、渐变中的颜色空间

前面介绍了颜色插值算法以及色彩空间，有什么作用呢？

别急，还记得文章开头的例子吗，可以在渐变中改变色彩空间，从而避免“灰色死亡区间”。

在渐变中指定颜色空间也非常简单，只需要在最前面加上in 就行了，例如

background: linear-gradient( in srgb to right, yellow, blue)

效果如下，可以看到，渐变中默认的颜色空间就是srgb（MDN上有误？）

我们换一个色彩空间，比如极坐标中的hsl

background: linear-gradient( in hsl to right, yellow, blue)

效果如下，完全变成了不同的渐变效果（是不是已经没有灰色了？）

这里做了一个在线演示，可以自行选择色彩空间，方便观察不同的效果

  • CSS color-space (juejin.cn)[3]
  • CSS color-space (codepen.io)[4]

三、色相插值算法

大家不知有没有注意到，前面的极坐标颜色空间中，每个值都包含了一个字母：「h」。

在色彩空间中，「h」表示的就是「色相」（hue），也叫做「色调」。

色相指的是色彩的外相，是在不同波长的光照射下，人眼所感觉不同的颜色。

这也是最直观的颜色表示方法，具体的规则是以红色为0度（360度）；黄色为60度；绿色为120度；青色为180度；蓝色为240度；洋红色为300度，最后再回到红色360度，形成了一个完整的环。

既然是一个环形，就涉及到旋转方向的问题了，也就是「色相插值算法」（hue-interpolation-method），它可以规定色相的指向，一共有 4 个值，分别是

  • shorter：短弧（劣弧）（默认）
  • longer：长弧（优弧）
  • increasing：顺时针弧
  • decreasing：逆时针弧

用法是这样的，在色彩空间后跟上就行了

in hsl shorter hue
in hsl longer hue
in hsl increasing hue
in hsl decreasing hue

乍一看好像不知什么意思，这里举个例子，比如有个红色到黄色的渐变，用 hsl色彩空间

background: linear-gradient( in hsl to right, red, yellow)

我们直接在色相环上找到两个颜色的位置

默认情况下，渐变会找“近路”，也就是找那边比较短的弧（shorter），因此效果是这样的

如果设置为longer，它就会绕“远路”，找比较长的弧，如下

然后是increasing，增加，表示顺时针方向，不管弧线是长是短，如下

最后是decreasing，减少，表示逆时针方向，不管弧线是长是短，如下

相信大家都明白了吧😁

下面是一个在线颜色，可以观察每个值的差异

  • CSS hue-interpolation (juejin.cn)[5]
  • CSS hue-interpolation (codepen.io)[6]

四、色相插值的特殊用途

色相插值还有一个非常实用的用途。

例如，我们只用一个颜色实现一个渐变，这个技巧在之前这篇文章中有提到：原来 CSS 渐变也可以只用一个颜色~（跳转公众号）

background: linear-gradient(to right, red 0 0)

这样可以得到一个红色的渐变

其实就是红色→红色的渐变。

现在，我们可以改变色相插值，让整个色相环转一圈，也就是取较长的弧（longer）

background: linear-gradient(in hsl longer hue to right, red 0 0)

效果如下

看到没，仅仅只有一个颜色，就完整的实现所有颜色的渐变，是不是非常方便？

如果用锥形渐变(conic-gradient)，就能轻易实现一个色相环，无需定义一堆中间颜色

background: conic-gradient(in hsl longer hue, red 0 0)

效果如下

这下实现颜色选择器又有新的方式了~

你可以查看以下链接访问：

  • CSS color-pane (juejin.cn)[7]
  • CSS color-pane (codepen.io)[8]

五、兼容性和总结

这个是新推出的特性，兼容性要求 Chrome 111+，完整如下

不兼容也没有关系，有 postcss 可以进行转换

https://github.com/csstools/postcss-plugins/tree/main/plugins/postcss-gradients-interpolation-method

 

其实就是提前将颜色中间的差值计算好，转换成传统的 CSS

.example {
 background-image: linear-gradient(in oklch, hsl(0deg 85% 75%) 0%, hsl(180deg 80% 65%) 100%);
}

:root {
 --background-image: linear-gradient(in oklab, hsl(96, 42%, 24%) 0%, hsl(302, 67%, 25%) 100%);
}

/* becomes */

.example {
 background-image: linear-gradient(rgb(245, 137, 137) 0%, rgb(248, 146, 114), rgb(244, 158, 94), rgb(235, 171, 82), rgb(220, 185, 81), rgb(201, 199, 95), rgb(177, 211, 118), rgb(151, 221, 146), rgb(125, 229, 177), rgb(103, 235, 208), rgb(94, 237, 237) 100%);
 background-image: linear-gradient(in oklch, hsl(0deg 85% 75%) 0%, hsl(180deg 80% 65%) 100%);
}

:root {
 --background-image: linear-gradient(rgb(56, 87, 35) 0%, rgb(64, 83, 46), rgb(70, 79, 54), rgb(76, 74, 62), rgb(82, 69, 68), rgb(86, 64, 75), rgb(91, 58, 81), rgb(95, 51, 87), rgb(99, 44, 93), rgb(103, 34, 98), rgb(106, 21, 104) 100%);
}

@supports (background: linear-gradient(in oklch, red 0%, red 0% 1%, red 2%)) {
:root {
 --background-image: linear-gradient(in oklab, hsl(96, 42%, 24%) 0%, hsl(302, 67%, 25%) 100%);
}
}

由于需要提前计算，因此这个插件不支持 CSS 变量，酌情使用！

下面来总结一下

  1. 普通的渐变很容易出现灰色，让颜色整体看起来很脏
  2. 颜色插值算法可以指定颜色用哪一种「色彩空间」用于插值算法，在渐变中的体现就是颜色的过渡状态
  3. 色彩空间可以分成两种类型，分别是「直角坐标颜色空间」（rectangular-color-space）和「极坐标颜色空间」（polar-color-space）
  4. 通过改变渐变的色彩空间，可以避免灰色区间的出现
  5. 色相指的是色彩的外相，是在不同波长的光照射下，人眼所感觉不同的颜色，是最直观的颜色表示方式
  6. 色相以红色为0度（360度）；黄色为60度；绿色为120度；青色为180度；蓝色为240度；洋红色为300度，最后再回到红色360度，形成了一个完整的环
  7. 色相插值算法（hue-interpolation-method）可以规定色相的指向，有 4 个关键词
  8. shorter表示比较短的弧（劣弧）
  9. longer表示比较长的弧（优弧）
  10. increasing表示增加，顺时针方向
  11. decreasing表示减少，逆时针方向
  12. 利用色相插值还可以简单反向实现色相环效果

对了，颜色插值算法还可以用在color-mix()[9] 中，类似于这样

background-color: color-mix(
 in hsl longer hue,
 hsl(10 100% 50%),
 hsl(60 100% 50%)
 );

这是两个颜色的混合，也是类似的，有兴趣的可以研究一下。最后，如果觉得还不错，对你有帮助的话，欢迎点赞、收藏、转发❤❤❤

[1]颜色插值空间： https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/CSS/color-interpolation-method

[2]色相插值算法： https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Web/CSS/hue-interpolation-method

[3]CSS color-space (juejin.cn)： https://code.juejin.cn/pen/7263747493115265061

[4]CSS color-space (codepen.io)： https://codepen.io/xboxyan/pen/PoxLarG

[5]CSS hue-interpolation (juejin.cn)： https://code.juejin.cn/pen/7263767800723734569

[6]CSS hue-interpolation (codepen.io)： https://codepen.io/xboxyan/pen/XWyGYwx

[7]CSS color-pane (juejin.cn)： https://code.juejin.cn/pen/7263784258894823439

[8]CSS color-pane (codepen.io)： https://codepen.io/xboxyan/pen/QWJoxRq

[9]color-mix()： https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/CSS/color_value/color-mix

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