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CSS 渐变锯齿消失术 #209

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chokcoco opened this issue Oct 26, 2022 · 2 comments
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CSS 渐变锯齿消失术 #209

chokcoco opened this issue Oct 26, 2022 · 2 comments
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Background 原理 技巧

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@chokcoco
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chokcoco commented Oct 26, 2022 •
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在 CSS 中，渐变（Gradient）可谓是最为强大的一个属性之一。

但是，经常有同学在使用渐变的过程中会遇到渐变图形产生的锯齿问题。

何为渐变锯齿？

那么，什么是渐变图形产生的锯齿呢？

简单的一个 DEMO：

<div></div>
div {
    width: 500px;
    height: 100px;
    background: linear-gradient(37deg), #000 50%, #f00 50%, #f00 0);
}

效果如下：

其实，锯齿感已经非常明显了，我们再放大了看，其内部其实是这样的：

又或者是这样：

有意思的是，锯齿现象在 DPR 为 1 的屏幕下特别明显，而在一些高清屏（dpr > 1）的屏幕下，感受不会那么明显。

DPR（Device Pixel Ratio）为设备像素比，DPR = 物理像素 / 设备独立像素，设备像素比描述的是未缩放状态下，物理像素和设备独立像素的初始比例关系。

那么为啥会产生锯齿感呢？

传统网页的呈现是基于像素单位的，对于这种一种颜色直接过渡另外一种颜色状态的图片，容易导致可视质量下降（信息失真）。因而对于普通的渐变元素，像是上述写法，产生了锯齿，这是非常常见的在使用渐变过程中的一个棘手问题。

简单的解决办法

解决失真的问题有很多。这里最简单的方式就是不要直接过渡，保留一个极小的渐变过渡空间。

上述的代码，我们可以简单改造一下：

div {
    width: 500px;
    height: 100px;
  - background: linear-gradient(37deg), #000 50%, #f00 50%, #f00);
    background: linear-gradient(37deg), #000 49.5%, #f00 50.5%, #f00);
}

仔细看其中的变化，我们从 50% --> 50% 的直接过渡，变化成预留了 1% 的渐变过渡空间，效果如下：

可以看到，效果立马有了大幅提升！

当然，如果不想修改原代码，也可以通过叠加一层伪元素实现，这里给出 3 种方式的对比图：

<div></div>
<div class="gradient"></div>
<div class="pesudo"></div>
:root {
    --deg: 37deg;
    --c1: #000;
    --c2: #f00;
    --line-width: 0.5px;
}
div {
    margin: auto;
    width: 500px;
    height: 100px;
    background: linear-gradient(
        var(--deg),
        var(--c1) 50%,
        var(--c2) 50%,
        var(--c2) 0
    );
}
// 方法一：
.gradient {
    background: linear-gradient(
        var(--deg),
        var(--c1),
        var(--c1) calc(50% - var(--line-width)),
        var(--c2) calc(50%   var(--line-width)),
        var(--c2) 0
    );
}
// 方法二：
.pesudo {
    position: relative;

    &::before {
        content: "";
        position: absolute;
        top: 0;
        left: 0;
        right: 0;
        bottom: 0;
        background: linear-gradient(
            var(--deg),
            transparent,
            transparent calc(50% - var(--line-width)),
            var(--c1) calc(50% - var(--line-width)),
            var(--c2) calc(50%   var(--line-width)),
            transparent calc(50%   var(--line-width)),
            transparent
        );
    }
}

通过伪元素叠加的意思是，在产生锯齿的地方，实现一个平滑过渡进行覆盖：

效果如下：

CodePen Demo -- 消除 Gradient 锯齿

划重点！此方法适用于线性渐变、径向渐变、角向渐变，是最为简单的消除 CSS 锯齿的方式。

更为高阶的锯齿消除法

当然，也还有其他更为高阶的锯齿消除法。

在仿生狮子的这篇文章中 -- CSS 幻术 | 抗锯齿，还介绍了另外一种有意思的消除锯齿的方式。以下内容，部分摘录至该文章。

我们可以建立一种边缘锯齿边缘->重建锯齿边缘的锯齿消除方法。

我们需要做的，就是在锯齿处，叠加上另外一层内容，让锯齿感不那么强烈。称为像素偏移抗锯齿（Pixel-Offset Anti-Aliasing，POAA）。

在Implementing FXAA这篇博客中，解释了 FXAA 具体是如何运作的。对于一个已经被找到的图形边缘，经过 FXAA 处理后会变成这样，见下两幅图：

FXAA（Fast Approximate Anti-Aliasing），快速近似抗锯齿，它找到画面中所有图形的边缘并进行平滑处理。

我们可以轻易找到找到渐变的边缘地方，就是那些渐变的颜色改变的地方。有了边缘信息后，接着就要重建边缘。重建边缘也许可以再拆分，分为以下几个步骤：

  • 需要通过某种方法得到透明度的点
  • 这些点需要能够组成线段
  • 线段完全吻合我们的 Gradient
  • 使线段覆盖在 Gradient 的上一层以应用我们的修改

这就是大体思路，我们并没有参与浏览器的渲染，而是通过像 FXAA 一样的后处理的方法。在已渲染的图像上做文章。

比如说，我们有这样一张图：

.circle-con {
    $c1: #cd3f4f;
    $c2: #e6a964;
    position: relative;
    height: 300px;
    background-image: repeating-radial-gradient(
        circle at 0% 50%, 
        $c1 0, 
        $c2 50px
    );
}

边缘信息如下：

我们要做的，就是在它的边缘处，利用渐变再生成一段渐变，通过准确叠加，消除渐变！原理图如下：

原理可行，但是实操起来非常之复杂，计算量会比较大。感兴趣的可以拿这段代码尝试一下：

.repeat-con {
    --c1: #cd3f4f;
    --c2: #e6a964;
    --c3: #5996cc;
    position: relative;
    height: 300px;
    background-image: repeating-linear-gradient(
        var(--deg),
        var(--c1),
        var(--c1) 10px,
        var(--c2) 10px,
        var(--c2) 40px,
        var(--c1) 40px,
        var(--c1) 50px,
        var(--c3) 50px,
        var(--c3) 80px
    );

    &.antialiasing {
        &:after {
            --offsetX: 0.4px;
            --offsetY: -0.1px;
            --dark-alpha: 0.3;
            --light-alpha: 0.6;
            --line-width: 0.6px;
            content: '';
            position: absolute;
            top: var(--offsetY);
            left: var(--offsetX);
            width: 100%;
            height: 100%;
            opacity: 0.5;
            background-image: repeating-linear-gradient(
                var(--deg),
                var(--c3),
                transparent calc(0px   var(--line-width)),
                transparent calc(10px - var(--line-width)),
                var(--c2) 10px,
                var(--c1) 10px,
                transparent calc(10px   var(--line-width)),
                transparent calc(40px - var(--line-width)),
                var(--c1) 40px,
                var(--c2) 40px,
                transparent calc(40px   var(--line-width)),
                transparent calc(50px - var(--line-width)),
                var(--c3) 50px,
                var(--c1) 50px,
                transparent calc(50px   var(--line-width)),
                transparent calc(80px - var(--line-width)),
                var(--c1) 80px
            );
        }
    }
}

最后

简单总结一下，本文介绍了几种 CSS 中可行的消除渐变锯齿的方法。

好了，本文到此结束，希望本文对你有所帮助 :)

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如果还有什么疑问或者建议，可以多多交流，原创文章，文笔有限，才疏学浅，文中若有不正之处，万望告知。
@chokcoco chokcoco changed the title CSS CSS 渐变锯齿消失术 Oct 26, 2022
@Littlearphone
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从头到尾翻了一遍，学到了很多，非常感谢

@Gala-1024
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牛蛙牛蛙

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