如何快速实现一个颜色选择器

x33g5p2x  于2022-02-07 转载在 其他  
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左图是chrome的,浏览器自身实现的一个颜色选择器控件;右图是firefox的,引入的是操作系统自带的颜色选择器控件。 鉴于这些差异性,就很有必要实现一个统一的颜色选择器组件,譬如我们来实现一个类似chrome浏览器自带的这种选择器。

在做前端界面开发的时候,遇到需要改变颜色的需求,就需要使用颜色选择器。
针对这个问题,第一想法,自然是H5提供了input color,可以实现。但不出意外的,IE并不支持。而且,chrome的实现方式和firefox也不太一样,见下图:

左图是chrome的,浏览器自身实现的一个颜色选择器控件;右图是firefox的,引入的是操作系统自带的颜色选择器控件。
鉴于这些差异性,就很有必要实现一个统一的颜色选择器组件,譬如我们来实现一个类似chrome浏览器自带的这种选择器。
要做这个组件,首先需要了解的一个知识点,就是颜色模型。

颜色模型

我们前端开发,最常见的颜色模型就是RGB,即红绿蓝三基色模型,而前端浏览器能支持颜色显示的颜色模型只有两种:RGB和HSL。
其中,RGB模型是以三色的值在0-255以内的范围内,混合成一种颜色,对机器较友好,但并不太适合人直观的进行颜色选择。所以,通常的颜色选择器一般会使用另外两种更面向视觉感知的模型:HSVHSL。关于颜色模型的详细知识,可见 颜色模型的基础知识
而chrome浏览器自带的颜色选择器,就是基于HSV的。

HSV 与 HSL 的区别

HSV是基于色相H(hue)、饱和度S(saturation)、明度V(Value);HSL基于色相H(hue)、饱和度S(saturation)、亮度L(lightness)。
其中色相是一样的,本质都是一种颜色值。
在这两个模型中,色相是以六大主色为基础,分别按60度的间隔排列在圆环上。
这六大主色分别是:0°红、60°黄、120°绿、180°青、240°蓝、300°洋红、360°红
而在前端进行布局设计时,常常把圆环处理成长方形的色块,通过颜色的线性渐变方式进行分段处理,角度换算成一定的比例,如下所示:

饱和度明亮度都是有区别的,为方便理解颜色选择器,本文概括简单的描述,如下:

  • HSV中的S饱和度,反映色相颜色中混入白色的值,呈现白色到色相颜色的变化;
  • HSL中的S饱和度,反映色相颜色中混入灰色的值,呈现的是一种从灰色到色相颜色的变化。
  • HSV中的V明度,体现的是从黑色到色相(H)颜色的过渡。
  • HSL中的L亮度,体现的是从黑色到色相(H)颜色再到白色的过渡。

另外需要明确的是,各个部分的取值范围:Hue色相:0 - 360;饱和度和明亮度都是:0 ~ 100%。
具体的实现上的差别,我们可以接着往下看。

实现选择器

色相

色相的原理上面已经介绍了,HSV和HSL一样。落实到代码层面的话,也是很好实现的,以css和div的方式,只需要进行颜色的线性渐变即可:

<div class="div-bar">
  <!-- 色相柱 -->
  <div id="colorBar" class="color-bar"></div>
  <!-- 滑动块 -->
  <div id="divSlider" class="div-slider"></div>
</div>
.div-bar {
  position: relative;
  width: 10px;
  height: 200px;
  margin-left:15px;
  cursor: pointer;
}
.color-bar {
  background: linear-gradient(180deg, #f00, #ff0 17%, #0f0 33%, #0ff 50%, #00f 67%, #f0f 83%, #f00);
  width: 10px;
  height: 200px;
  margin-left: 20px;
}
.div-slider {
  ...
  width: 8px;
  height: 8px;
}

这里是竖向的色相柱,宽高10 * 200,如果需要横向的改动宽高布局即可。

计算色相柱的滑块位置

要想移动滑块获取位置信息,首先需要监听色相柱上的鼠标事件,具体如下:

colorBar.addEventListener('mousedown', function(e) {
    setHueSlider(e)
    document.addEventListener('mousemove', setHueSlider)
  })
  document.addEventListener('mouseup', function() {
    document.removeEventListener('mousemove', setHueSlider)
  })

在setHueSlider函数中需要处理的,就是滑块点在色相柱上的位置,然后通过计算比例得到一个hue值:

const clientRect = colorBar.getBoundingClientRect()
  // 获取位置信息,色柱高度-colorBarHEIGHT
  let yDiff = event.clientY - clientRect.top
  yDiff = yDiff > colorBarHEIGHT ? colorBarHEIGHT : (yDiff < 0 ? 0 : yDiff)
  // 设置滑块的位置,防止滑块脱离色柱
  const yTop = yDiff < 9 ? 0 : (yDiff - 9)
  divSlider.style.top = yTop + 'px'

  // 色相在360度以内,计算对应的比例值, 0 - 360
  color.hue = Math.round((yDiff / colorBarHEIGHT) * 360 * 100) / 100 | 0

通过色相柱的滑块位置比例的计算,我们就能得到对应的色相值了。

饱和度和明亮度

除了色相柱以外,我们还需要设定一个基于饱和度和明亮度的颜色面板,这时候,上面对于这两块的区别介绍,就有了用武之地。
颜色面板一般是一个长方形的区域,以HSV为例,上面提到,HSV的饱和度可以简化为白色到色相颜色的变化,如果当前的色相颜色是红色,则饱和度就是白色到红色的变化;而明亮度则体现的是黑色到红色的变化。我们在设计面板的时候,以一个长方形的面板区域:

  • 如果把面板的背景色设置为色相颜色-红色;
  • 从左到右设置饱和度,可在白色上设置从左至右的透明度变化,即最左边白色,到最右边的完全透明,线性渐变;
  • 从下到上设置明亮度,就可在最下面黑色,到最上面的完全透明,线性渐变。

如此则可简化HSV模型里的颜色面板,在具体的实现上,可以通过下面的这个图来理解:

当然,饱和度和明亮度在水平或者垂直方向上是可以调换的。

要设置颜色面板,使用div+css即可,在代码实现上有多种方式,下面介绍的只使用一个div的方式,实现一个宽高300 * 200的颜色面板,(其他的方式还有使用两个div或者使用伪类等等):

<div class="div-panel">
  <!-- 颜色面板 -->
  <div id ="colorPanel" class="color-panel" style="background-color: #f00;"></div>
  <!-- 滑块 -->
  <div id="divPicker" class="div-picker"></div>
</div>
.div-panel {
  position: relative;
  width: 300px;
  height: 200px;
  cursor: pointer;
  overflow: hidden;
}
.color-panel {
  position: relative;
  height: 200px;
  width: 300px;
  background: linear-gradient(to top, #000, transparent), linear-gradient(to right, #FFF, transparent);
}
.div-picker {
  ...
  width: 12px;
  height: 12px;
}
计算这两个值

仍然是需要监听鼠标事件,获取鼠标位置信息,事件监听与色相的基本一样,都是监听鼠标的三个事件,这里略过。
直接看如何计算饱和度和明亮度,根据前面的介绍与布局实现,我们定义的面板横向X轴是饱和度面板纵向Y轴是明亮度,于是可以如下计算:

// 计算鼠标移动位置,面板宽度panelWIDTH,高度panelHEIGHT
  const clientRect = colorPanel.getBoundingClientRect()
  let yDiff = event.clientY - clientRect.top
  let xDiff = event.clientX - clientRect.left
  xDiff = xDiff > panelWIDTH ? panelWIDTH : (xDiff < 0 ? 0 : xDiff)
  yDiff = yDiff > panelHEIGHT ? panelHEIGHT : (yDiff < 0 ? 0 : yDiff)

  // 设置滑块位置,保证滑块至少一半在面板内
  const yTop = yDiff - 6
  const xLeft = xDiff - 6
  divPicker.style.top = yTop + 'px'
  divPicker.style.left = xLeft + 'px'

  // 饱和度和明度,这里没有取百分比的值,后续转换时需要注意
  color.saturation = Math.round(xDiff / panelWIDTH * 100)
  color.value = Math.round((1 - yDiff / panelHEIGHT) * 100)

hsv转rgb

通过这样的计算,就能获取HSV对应的三个值了,后面就可以进行转换成对应RGB颜色值。

const hsvToRgb = function (hue, saturation, value) {
    saturation = saturation * 255 / 100 | 0
    value = value * 255 / 100 | 0

    if (saturation === 0) {
      return [value, value, value]
    } else {
      satVal = (255 - saturation) * value / 255 | 0
      ligVal = (value - satVal) * (hue % 60) / 60 | 0
      if (hue === 360) {
        return [value, 0, 0]
      } else if (hue < 60) {
        return [value, satVal + ligVal, satVal]
      } else if (hue < 120) {
        return [value - ligVal, value, satVal]
      } else if (hue < 180) {
        return [satVal, value, satVal + ligVal]
      } else if (hue < 240) {
        return [satVal, value - ligVal, value]
      } else if (hue < 300) {
        return [satVal + ligVal, satVal, value]
      } else if (hue < 360) {
        return [value, satVal, value - ligVal]
      } else {
        return [0, 0, 0]
      }
    }
  }

透明度

在RGB\HSV\HSL三种颜色模型里,透明度都是独立的一个属性,不会影响到具体颜色的实现,可以单独处理这个值。
所以,如果我们需要透明度,在布局上可以和色相柱一样,使用长条状的div,通过计算位置比例来计算当前选中的透明度值,布局如下:

<div class="div-alpha">
    <!-- 透明柱状 -->
    <div id="alphaBar" class="alpha-bar" style="linear-gradient(180deg, #f00, transparent)"></div>
    <!-- 滑块 -->
    <div id="divAlphaSlider" class="div-slider"></div>
  </div>
.div-alpha {
    background-image: linear-gradient(
      45deg,#c5c5c5 25%,transparent 0,transparent 75%,#c5c5c5 0,#c5c5c5),linear-gradient(
      45deg,#c5c5c5 25%,transparent 0,transparent 75%,#c5c5c5 0,#c5c5c5);
  }

在计算上,也基本和色相柱一样,只是透明度取值在0-100:

color.alpha = Math.round(100 - yDiff / alphaBarHEIGHT * 100) / 100

有了透明度的值,获取颜色值时,在RGBA或这HSLA中加入透明度即可。

基于HSL的颜色选择器

上面讲解过HSV和HSL的区别,根据各自的特点,要实现HSL的选择器,只需要进行少许的改动。
首先,Hue色相和透明度,两者没有区别,一模一样,不需要做任何改动。
其次,需要改动饱和度和明亮度的颜色面板,HSL在布局时只需要改动一点,即面板的css样式:

.color-panel {
    position: relative;
    height: 200px;
    width: 300px;
    /*横向X轴饱和度设置为灰的渐变,纵向Y轴设置为白到透明到黑*/
    background: linear-gradient(to bottom, #fff 0%, transparent 50%, transparent 50%, #000 100%), 
      linear-gradient(to right, #808080 0%, transparent 100%);
  }

改变颜色面板以后,获取HSL的色相、饱和度、亮度、透明度的值的方式,都与在HSV模式下一样。
注意,这时候获取的HSLA的颜色,如果要使用到RGBA,就需要进行HSL到RGB的转换,转换函数详见颜色模型的基础知识
综上,则完成了一个颜色选择器的。

使用canvas设置面板

除了基于div+css布局颜色选择器以外,我们还可以使用canvas来处理颜色选择器。
在布局上,色相、面板、透明度,都使用canvas来替换,由于canvas也可以使用线性渐变,所以在设置色彩的UI布局上是没有任何问题的。
在滑块的设计上也大致相同,只需要微小的改动,因为使用canvas以后,获取颜色的方式就不一样了。
在canvas的色相和面板中,可以直接获取到canvas对应位置的像素点,而该像素点本身就是一个rgba的颜色值。
所以这个带来的好处就是,我们可以省略转换过程,而直接获取到可用的颜色值。
当然,不管是div还是canvas,因为布局方式和获取颜色值的方式不一样,在所能得到的颜色值的数量上会有差别,特别是canvas方式,和画布本身的像素点有关。
但是,两种方式都可以在几百万以上的颜色值,完全满足我们的需求。

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