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title: 色彩模型与颜色选择器
date: 2023-09-07
author: Redjue
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大家好,我是 [Redjue红果汁](https://github.com/Redjue),很荣幸今年有机会向 **Ant Design** 贡献了颜色选择器组件 [ColorPicker](/components/color-picker-cn),这是一次很棒的学习机会,也让我对 **Ant Design** 的开发流程有了更深入的了解。在这篇文章中,我将分享一下具体的实现过程。
## 色彩模型
在实现之前我们需要了解一个概念:色彩模型。色彩模型是一种用于描述色彩的数学模型,常见的色彩模型有 `RGB`、`HSV`、`HEX` 等。在这些色彩模型中,`RGB` 是最常见的色彩模型,也是最容易理解的色彩模型,因此我们先来看一下 `RGB` 色彩模型。
### RGB 色彩模型
`RGB` 色彩模型是通过三原色(红、绿、蓝)的不同组合来表示色彩的,每个原色的取值范围是 0-255三原色的组合可以表示 256<sup>3</sup> 种颜色,这些颜色可以组成一个立方体,如下图所示: ![RGB](https://user-images.githubusercontent.com/21119589/266228482-f1ff94b1-e7ca-40c5-8512-1bc5ab79c388.jpg)
`RGB` 色彩模型中,每个颜色都可以用一个三元组 `(R, G, B)` 来表示,其中 `R` 表示红色的取值,`G` 表示绿色的取值,`B` 表示蓝色的取值。例如,红色可以表示为 `(255, 0, 0)`,绿色可以表示为 `(0, 255, 0)`,蓝色可以表示为 `(0, 0, 255)`
### HSV/HSB 色彩模型
`HSV` 色彩模型是通过色相Hue、饱和度Saturation、明度Value来表示色彩的其中色相的取值范围是 0-360饱和度和明度的取值范围是 0-100。HSV 色彩模型可以用一个圆锥体来表示,如下图所示: ![HSV](https://user-images.githubusercontent.com/21119589/266231236-d68ad9d7-9654-4bc5-8489-7cc52f2aabb1.png)
`HSV` 色彩模型中,每个颜色都可以用一个三元组 `(H, S, V)` 来表示,其中 `H` 表示色相的取值,`S` 表示饱和度的取值,`V` 表示明度的取值。例如,红色可以表示为 `(0, 100, 100)`,绿色可以表示为 `(120, 100, 100)`,蓝色可以表示为 `(240, 100, 100)`
### HEX 色彩模型
`HEX` 色彩模型是通过十六进制数来表示色彩的,其中前两位表示红色的取值,中间两位表示绿色的取值,后两位表示蓝色的取值。例如,红色可以表示为 `#FF0000`,绿色可以表示为 `#00FF00`,蓝色可以表示为 `#0000FF`。如下图所示: ![HEX](https://user-images.githubusercontent.com/21119589/266235167-fa4e9362-6b97-4966-b43f-14b6f7eb62a3.png)
这也是我们最常见的颜色表示方式,因为它可以直接在 CSS 中使用。而且表示方式非常简单,只需要将 RGB 色彩模型中的三个数字转换为十六进制数即可。
## 色彩模型的转换
颜色模型的转换需要不同的算法,市面上已经有很多成熟的类库可以进行选择,在实现上我们选择了 [tinycolor](https://github.com/scttcper/tinycolor) 这个类库,它支持 `RGB`、`HSL`、`HSV`、`HEX` 等多种色彩模型的转换,而且它的体积非常小,只有 10KB 左右,非常适合在浏览器中使用。
## 色彩模型的选择
由于我们需要实现一个颜色选择器,因此我们需要选择一个色彩模型来表示颜色。从复杂度来说,`RGB` 色彩模型是最简单的,因为它只需要三个数字就可以表示一个颜色,而且它的取值范围是 0-255非常容易理解。但是 `RGB` 色彩模型的缺点也很明显,它的色彩空间是一个立方体,而且在立方体的边缘颜色的变化非常明显,这样的色彩空间并不适合人类的视觉感知。
因此,我们需要选择一个更适合人类视觉感知的色彩模型,这里我们选择了 `HSV` 色彩模型,通过色相、饱和度、明度三个维度来表示颜色,这样的色彩空间更加符合人类的视觉感知,而且在色彩空间的边缘颜色的变化也不会太明显。
## 具体实现
主要分为三部分实现:颜色面板、选择锚点和滑块。
### 颜色面板
由于我们用了 `HSV` 的色彩模型,所以我们的需要将色相、饱和度、明度在面板上表示出来。
1. 色相
```css
background-color: rgb(0, 106, 255);
```
这样我们就得到一个明度和饱和度都为 100% 的蓝色 <img style="width:auto" src="https://user-images.githubusercontent.com/21119589/266240524-e40a2df7-c3c8-4ecc-aff9-10a4b2d645d7.png"/>
2. 叠加明度
```css
background-color: rgb(0, 106, 255);
background-image: linear-gradient(0deg, rgb(0, 0, 0), transparent);
```
叠加明度图层后,我们得到了具有明度变化的蓝色 <img style="width:auto" src="https://user-images.githubusercontent.com/21119589/266242191-e31fd6e2-675b-455c-bc98-9df3b3c8be7f.png"/>
3. 叠加饱和度
```css
background-color: rgb(0, 106, 255);
background-image: linear-gradient(0deg, rgb(0, 0, 0), transparent), linear-gradient(90deg, rgb(255, 255, 255), rgba(255, 255, 255, 0));
```
叠加饱和度图层后,我们得到了具有明度变化和饱和度变化的蓝色 <img style="width:auto" src="https://user-images.githubusercontent.com/21119589/266243231-6d682bf5-fb74-4a8e-9930-19a604d1203f.png"/>
至此我们就得到了一个拥有完整色相、饱和度、明度的颜色面板。
### 选择锚点
选择锚点的实现比较简单,我们只需要将锚点的偏移位置对应到颜色面板的饱和度、明度即可。
```ts
...
const { width, height } = containerRef.current.getBoundingClientRect();
const { width: targetWidth, height: targetHeight } = targetRef.current.getBoundingClientRect();
const centerOffsetX = targetWidth / 2;
const centerOffsetY = targetHeight / 2;
// 饱和度
const saturation = (offset.x + centerOffsetX) / width;
// 明度
const bright = 1 - (offset.y + centerOffsetY) / height;
```
### 色相和不透明度滑块
逻辑同上,我们只需要将滑块的偏移位置对应到颜色的色相或不透明度即可。
```ts
...
const { width, height } = containerRef.current.getBoundingClientRect();
const { width: targetWidth, height: targetHeight } = targetRef.current.getBoundingClientRect();
const centerOffsetX = targetWidth / 2;
const centerOffsetY = targetHeight / 2;
// 色相
const hue = ((offset.x + centerOffsetX) / width) * 360;
// 不透明度
const alpha = (offset.x + centerOffsetX) / width;
```
至此我们得到了一个完整的颜色选择器,如下图所示: <img style="width:auto" src="https://user-images.githubusercontent.com/21119589/266269086-3dacf4e6-f799-4cb1-b81a-fd4930d7063f.png"/>
## 总结
通过这次开发之旅,我对色彩模型有了更深入的了解,也对 **Ant Design** 的开发流程有了更深入的了解。感谢 **Ant Design** 团队给我这次机会,也感谢大家的阅读。如果对细节实现感兴趣的童鞋,可以移步 [@rc-component/color-picker](https://github.com/react-component/color-picker) 查看源码实现。