CSS前景背景自動配色技術簡介

CSS · 發表 2018-11-18 22:02:26

摘要： byzhangxinxu from https://www.zhangxinxu.com/wordpress/?p=8169 本文可全文轉載，個人網站無需授權，只要保留原作者、出處以及文中連結即可，任何網站均可摘要聚合，商用請聯絡授權。一、顏色匹配效果預覽如下GIF示意，當...

byzhangxinxu from ofollow,noindex" target="_blank">https://www.zhangxinxu.com/wordpress/?p=8169

本文可全文轉載，個人網站無需授權，只要保留原作者、出處以及文中連結即可，任何網站均可摘要聚合，商用請聯絡授權。

一、顏色匹配效果預覽

如下GIF示意，當我們按鈕背景色逐漸變淡的時候，文字顏色也從原來的白色變成黑色了，同時邊框也顯示出來了，其中的配色轉換是純CSS實現的。

您可以狠狠地點選這裡：按鈕文字及邊框顏色隨著背景色自動變化demo

拖動R，G，B對應滑塊，可以看到按鈕文字顏色以及邊框顏色，會自動根據背景色不同而發生變化。具體表現為：

深色背景下，文字白色，無邊框。
淺色背景下，文字黑色，有加深邊框，便於和周圍環境區分開。

這種智慧匹配是純CSS實現的，主要是使用CSS3 calc()計算，以及CSS3原生var變數。

二、配色程式碼展示

HTML程式碼很簡單，如下：

<button class="btn">我是按鈕</button>

重點和難點在CSS部分：

:root {
/* 定義RGB變數 */
--red: 44;
--green: 135;
--blue: 255;
/* 文字顏色變色的臨界值，建議0.5~0.6 */
--threshold: 0.5;
/* 深色邊框出現的臨界值，範圍0~1，推薦0.8+*/
--border-threshold: 0.8;
}

.btn {
/* 按鈕背景色就是基本背景色 */
background: rgb(var(--red), var(--green), var(--blue));

/** 
* 使用sRGB Luma方法計算灰度（可以看成亮度）
* 演算法為：
* lightness = (red * 0.2126 + green * 0.7152 + blue * 0.0722) / 255
*/
--r: calc(var(--red) * 0.2126);
--g: calc(var(--green) * 0.7152);
--b: calc(var(--blue) * 0.0722);
--sum: calc(var(--r) + var(--g) + var(--b));
--lightness: calc(var(--sum) / 255);

/* 設定顏色 */
color: hsl(0, 0%, calc((var(--lightness) - var(--threshold)) * -999999%));

/* 確定邊框透明度 */
--border-alpha: calc((var(--lightness) - var(--border-threshold)) * 100);
/* 設定邊框相關樣式 */
border: .2em solid;
border-color: rgba(calc(var(--red) - 50), calc(var(--green) - 50), calc(var(--blue) - 50), var(--border-alpha));
}

乍一看，猶如鴨子聽雷——不知所云，其實不復雜，且容我剖析下實現原理。

三、前景背景自動配色原理

1. CSS屬性值範圍溢位邊界渲染特性

CSS這門語言有個很有意思的特性，就是CSS屬性值超過正常的範圍的時候，只要格式正確，也會渲染，而渲染的值就是合法邊界值。

舉兩個板栗：

opacity 透明度屬性值合法範圍是0-1，但是，你設定負數，或者極大值，瀏覽器也能解析，只是要麼是0，要麼是1而已，如下：

.example {
opacity: -2;/* 解析為 0, 完全透明 */
opacity: -1;/* 解析為 0, 完全透明 */
opacity: 2;/* 解析為 1, 完全不透明 */
opacity: 100;/* 解析為 1, 完全不透明 */
}

色值，如HSL，S和L的範圍都是0%-100%，但是，你設定負數，或者極大值，瀏覽器也能解析，只是要麼是0%，要麼是100%而已，如下：
```
.example {
color: hsl(0, 0%, -100%);/* 解析為 hsl(0, 0%, 0%), 黑色 */
color: hsl(0, 0%, 200%);/* 解析為 hsl(0, 0%, 100%), 白色 */
}
```

本文的配色技術就活用了這種邊界渲染特性。

2. var變數傳遞給calc實現複雜計算

我們對CSS程式碼從上往下逐個剖析下。

首先，在:root根選擇器上定義幾個全域性CSS變數（語義上的全域性）：

:root {
--red: 44;
--green: 135;
--blue: 255;

--threshold: 0.5;
--border-threshold: 0.8;
}

其中：

–threshold: 這個是color變色的臨界值，用來和當前RGB顏色值的亮度對比。
–border-threshold: 這個是邊框顏色透明度的臨界值，同樣也是和當前RGB顏色值的亮度對比。

然後是 .btn{} 內部的CSS程式碼：

```
background: rgb(var(--red), var(--green), var(--blue));
```
這個很好理解，就是基本的RGB色值作為背景色。
```
--r: calc(var(--red) * 0.2126);
--g: calc(var(--green) * 0.7152);
--b: calc(var(--blue) * 0.0722);
--sum: calc(var(--r) + var(--g) + var(--b));
--lightness: calc(var(--sum) / 255);
```
這裡5行5個CSS變數，需要的其實是最後一個 --lightness ，就是計算當前背景色的亮度。用的是使用sRGB Luma灰度演算法 ^① ，為什麼需要5行呢？因為計算公式就是如此：
```
lightness = (red * 0.2126 + green * 0.7152 + blue * 0.0722) / 255
```
其中，R，G，B色值相乘的係數就是固定的，不同灰度算法系數還不一樣。 --lightness 表示亮度，範圍是0-1，此時就可以和 --threshold 和 --border-threshold 這兩個臨界值比對，來確定按鈕的文字顏色，邊框透明度。

① 這裡的灰度可以看成是亮度，實際上HSL的亮度計算方法應該是，R，G，B中的色值最大值和最小值之和的二分之一。
```
color: hsl(0, 0%, calc((var(--lightness) - var(--threshold)) * -999999%))
```
設定顏色的CSS程式碼。

此處 calc 計算翻譯成中文就是：（亮度值 – 臨界值） * 比例係數。

其中亮度值在0-1之間遊走，臨界值是固定的0.5，於是：
- 如果亮度值小於0.5，亮度值減去臨界值為負，由於我們的比例係數是很大很大的負數，負負得正，於是，會得到一個巨大的正數，按照邊界渲染原理，會按照100%渲染，於是顏色是白色；
- 如果亮度值大於0.5，亮度值減去臨界值為正，由於我們的比例係數是很大很大的負數，於是，會得到一個巨大的負數，按照邊界渲染原理，會按照0%渲染，於是顏色是黑色；
以上就是按鈕文字顏色變色背景下黑色，深色背景下白色的原理。
```
--border-alpha: calc((var(--lightness) - var(--border-threshold)) * 100);
```
邊框透明度是類似的原理。此處 calc 計算翻譯成中文就是：（亮度值 – 邊框臨界值） * 100。

其中亮度值在0-1之間遊走，邊框臨界值是固定的0.8，於是：
- 如果亮度值小於0.8，亮度值減去邊框臨界值為負，在CSS中，負數透明度會按照邊界0渲染，此時邊框完全透明；
- 如果亮度值大於0.8，亮度值減去邊框臨界值為正，此時的透明度計算值會在0~20之間遊走，當然，數值大於1的透明度值都會按照1渲染，此時，邊框基本處於完全不透明狀態，加深的邊框顯現；
```
border: .2em solid;
border-color: rgba(calc(var(--red) - 50), calc(var(--green) - 50), calc(var(--blue) - 50), var(--border-alpha));
```
設定邊框樣式，邊框顏色比背景色深50個單位值（負數為按照0渲染），然後透明度就是基於亮度動態計算的。深色背景下，按鈕邊框透明度為0，不顯示；淺色背景下，透明度在0~1之間遊走，出現，北京顏色越淺，邊框透明度越大，邊框顏色越深，符合配色預期。

相信經過上面的一番剖析，大家就會明白其實現的原理了。

改變按鈕的背景色

.btn類名下的CSS程式碼是固定的，讓我們需要改變按鈕的顏色的時候，不是改.btn下的CSS，而是修改:root中的下面3個變數值：

--red: 44;
--green: 135;
--blue: 255;

CSS設定直接改數值，如果是JS設定，藉助 setProperty() 方法，若不瞭解，可以參考這篇文章：“ 如何HTML標籤和JS中設定CSS3 var變數 ”。

四、最後結束語

由於var的相容性限制，這個非常有意思的CSS技巧還不太適合在大型對外專案中使用。

小程式可以一試，因為核心環境相對固定。內部系統，實驗專案可以玩一玩，會很有意思。

這種配色技巧其實不僅可以用在按鈕上，一些大區域的佈局也是可以用的，因為這些佈局的背景色可能是動態的，此時，文字顏色的配色也可以藉助CSS實現自動化。

另外，本文demo中按鈕文字就黑白兩色，實際上，我們的相乘係數小一點的話，可以有更多的色值出現，配色會更加精緻。

參考文章

Switch font color … CSS

以上就是本文全部內容，感謝閱讀！

本文為原創文章，會經常更新知識點以及修正一些錯誤，因此轉載請保留原出處，方便溯源，避免陳舊錯誤知識的誤導，同時有更好的閱讀體驗。

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（本篇完）