CSS前景背景自动配色技术简介

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一、颜色匹配效果预览

如下GIF示意，当我们按钮背景色逐渐变淡的时候，文字颜色也从原来的白色变成黑色了，同时边框也显示出来了，其中的配色转换是纯CSS实现的。

您可以狠狠地点击这里： 按钮文字及边框颜色随着背景色自动变化demo

拖动R，G，B对应滑块，可以看到按钮文字颜色以及边框颜色，会自动根据背景色不同而发生变化。具体表现为：

• 深色背景下，文字白色，无边框。
• 浅色背景下，文字黑色，有加深边框，便于和周围环境区分开。

这种智能匹配是纯CSS实现的，主要是使用CSS3 calc()计算，以及CSS3原生var变量。

二、配色代码展示

HTML代码很简单，如下：

<button class="btn">我是按钮</button>

重点和难点在CSS部分：

:root {
  /* 定义RGB变量 */
  --red: 44;
  --green: 135;
  --blue: 255;
  /* 文字颜色变色的临界值，建议0.5~0.6 */
  --threshold: 0.5;
  /* 深色边框出现的临界值，范围0~1，推荐0.8+*/
  --border-threshold: 0.8;
}

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

  /** 
   * 使用sRGB Luma方法计算灰度（可以看成亮度）
   * 算法为：
   * 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);
  
  /* 设置颜色 */
  color: hsl(0, 0%, calc((var(--lightness) - var(--threshold)) * -999999%));
  
  /* 确定边框透明度 */
  --border-alpha: calc((var(--lightness) - var(--border-threshold)) * 100);
  /* 设置边框相关样式 */
  border: .2em solid;
  border-color: rgba(calc(var(--red) - 50), calc(var(--green) - 50), calc(var(--blue) - 50), var(--border-alpha));
}

乍一看，犹如鸭子听雷——不知所云，其实不复杂，且容我剖析下实现原理。

三、前景背景自动配色原理

1. CSS属性值范围溢出边界渲染特性

CSS这门语言有个很有意思的特性，就是CSS属性值超过正常的范围的时候，只要格式正确，也会渲染，而渲染的值就是合法边界值。

举两个板栗：

1. opacity 透明度属性值合法范围是0-1，但是，你设置负数，或者极大值，浏览器也能解析，只是要么是0，要么是1而已，如下：

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

2. 色值，如HSL，S和L的范围都是0%-100%，但是，你设置负数，或者极大值，浏览器也能解析，只是要么是0%，要么是100%而已，如下：

   .example {
     color: hsl(0, 0%, -100%);    /* 解析为 hsl(0, 0%, 0%), 黑色 */
     color: hsl(0, 0%, 200%);     /* 解析为 hsl(0, 0%, 100%), 白色 */
   }

本文的配色技术就活用了这种边界渲染特性。

2. var变量传递给calc实现复杂计算

我们对CSS代码从上往下逐个剖析下。

首先，在:root根选择器上定义几个全局CSS变量（语义上的全局）：

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

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

其中：

–threshold

这个是color变色的临界值，用来和当前RGB颜色值的亮度对比。

–border-threshold

这个是边框颜色透明度的临界值，同样也是和当前RGB颜色值的亮度对比。

然后是 .btn{} 内部的CSS代码：

1. background: rgb(var(--red), var(--green), var(--blue));

   这个很好理解，就是基本的RGB色值作为背景色。

2. --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);

   这里5行5个CSS变量，需要的其实是最后一个 --lightness ，就是计算当前背景色的亮度。用的是使用sRGB Luma灰度算法 ^① ，为什么需要5行呢？因为计算公式就是如此：

   lightness = (red * 0.2126 + green * 0.7152 + blue * 0.0722) / 255

   其中，R，G，B色值相乘的系数就是固定的，不同灰度算法系数还不一样。 --lightness 表示亮度，范围是0-1，此时就可以和 --threshold 和 --border-threshold 这两个临界值比对，来确定按钮的文字颜色，边框透明度。

   ① 这里的灰度可以看成是亮度，实际上HSL的亮度计算方法应该是，R，G，B中的色值最大值和最小值之和的二分之一。

3. color: hsl(0, 0%, calc((var(--lightness) - var(--threshold)) * -999999%))

   设置颜色的CSS代码。

   此处 calc 计算翻译成中文就是：（亮度值 – 临界值） * 比例系数。

   其中亮度值在0-1之间游走，临界值是固定的0.5，于是：

   • 如果亮度值小于0.5，亮度值减去临界值为负，由于我们的比例系数是很大很大的负数，负负得正，于是，会得到一个巨大的正数，按照边界渲染原理，会按照100%渲染，于是颜色是白色；
   • 如果亮度值大于0.5，亮度值减去临界值为正，由于我们的比例系数是很大很大的负数，于是，会得到一个巨大的负数，按照边界渲染原理，会按照0%渲染，于是颜色是黑色；

   以上就是按钮文字颜色变色背景下黑色，深色背景下白色的原理。

4. --border-alpha: calc((var(--lightness) - var(--border-threshold)) * 100);

   边框透明度是类似的原理。此处 calc 计算翻译成中文就是：（亮度值 – 边框临界值） * 100。

   其中亮度值在0-1之间游走，边框临界值是固定的0.8，于是：

   • 如果亮度值小于0.8，亮度值减去边框临界值为负，在CSS中，负数透明度会按照边界0渲染，此时边框完全透明；
   • 如果亮度值大于0.8，亮度值减去边框临界值为正，此时的透明度计算值会在0~20之间游走，当然，数值大于1的透明度值都会按照1渲染，此时，边框基本处于完全不透明状态，加深的边框显现；

5. border: .2em solid;
   border-color: rgba(calc(var(--red) - 50), calc(var(--green) - 50), calc(var(--blue) - 50), var(--border-alpha));

   设置边框样式，边框颜色比背景色深50个单位值（负数为按照0渲染），然后透明度就是基于亮度动态计算的。深色背景下，按钮边框透明度为0，不显示；浅色背景下，透明度在0~1之间游走，出现，北京颜色越浅，边框透明度越大，边框颜色越深，符合配色预期。

相信经过上面的一番剖析，大家就会明白其实现的原理了。

改变按钮的背景色

.btn类名下的CSS代码是固定的，让我们需要改变按钮的颜色的时候，不是改.btn下的CSS，而是修改:root中的下面3个变量值：

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

CSS设置直接改数值，如果是JS设置，借助 setProperty() 方法，若不了解，可以参考这篇文章：“ 如何HTML标签和JS中设置CSS3 var变量 ”。

四、最后结束语

由于var的兼容性限制，这个非常有意思的CSS技巧还不太适合在大型对外项目中使用。

小程序可以一试，因为内核环境相对固定。内部系统，实验项目可以玩一玩，会很有意思。

这种配色技巧其实不仅可以用在按钮上，一些大区域的布局也是可以用的，因为这些布局的背景色可能是动态的 ，此时，文字颜色的配色也可以借助CSS实现自动化。

另外，本文demo中按钮文字就黑白两色，实际上，我们的相乘系数小一点的话，可以有更多的色值出现，配色会更加精致。

参考文章

• Switch font color … CSS

以上就是本文全部内容，感谢阅读！

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（本篇完）