引言

近期，三大主流瀏覽器引擎均發(fā)布最新版本，支持W3C的CSS Color 4標準，包含新的取色方法color()和相應語法，可展示更多的色域及色彩空間，這意味著web端能展示更豐富更高清的色彩。雖然目前只有最新版本的現(xiàn)代瀏覽器才支持，我們可以先提前了解一下這項新標準。

本文首先會先簡單介紹幾個色彩的基礎概念，了解為何需要新標準，之后會介紹新標準中的方法和語法使用。

基礎概念

色域（color gamut）

指顏色的可選范圍。如sRGB色域，目前web廣泛應用的色域標準，使用紅（red）綠（green）藍（blue）作為基礎色，色值范圍0~255，三種基礎色互相混合起來可展示255*255*255種顏色，這大致可理解為sRGB的色域。

現(xiàn)代web css使用的sRGB色域僅滿足基礎性的色彩需求，能展示的色彩范圍遠小于人類肉眼所能感知的顏色范圍，也遠低于高清展示的要求。

以下是sRGB與其他幾種色域標準的色值范圍大小比較：

以下是sRGB與人類肉眼可感知的色域比較：

色彩空間（color space）

色彩空間可以理解為一個基于某一色域標準下構建的空間數(shù)學模型，例如一些簡單的方塊、圓柱的3D模型，可以用來標記出色域中每個顏色的空間位置，各個顏色之間的關系等。

再用sRGB舉例，紅（red）綠（green）藍（blue）三種基礎色可設置為3個直線坐標軸，每種顏色便可標記為這個立方體中的一個點，在css中便是使用rgb()方法來取色，參數(shù)為指定顏色在色彩空間中的坐標(R, G, B)。

再再比如css的另一個取色方法hsl()，使用的是一套完全不同的色彩空間HSL，H色相（hue）是取值范圍為0~360的角度，可作為角軸；S飽和度（Saturation）和L亮度（Lightness）作為兩個直線軸，可構建為一個圓柱形的空間，css中使用hsl(H, S, L)表示顏色。

一種色域標準可以使用不同的色彩空間來描述，不同的色域標準也可以使用的是同一類的色彩空間表示。例如sRGB可以使用rgb()、hsl()、hwb()等方式進行描述，而像Display-P3、Rec2020色域都可以使用（R，G，B）的色彩空間來描述，只是空間的邊界范圍有所不同。

為什么要支持高清色彩

高清意味著更高范圍的色域，讓我們先直觀感覺一下窄色域與廣色域的視覺差距：

在實際的css顏色取值中，我們常用的方法有很多rgb()、rgba()、hsl()、hwb()，對應不同的色彩空間，但取的都是同一色域范圍內(nèi)的顏色，即sRGB，大概只能展示人類肉眼可感知的色彩中的30%，仿佛在使用一臺90年代的電視機播放4K電影。

雖然目前的網(wǎng)絡顯示設備很多還是sRGB標準，并不支持顯示更廣色域標準的色彩，僅部分HDR顯示器、或視頻錄制設備、電影制造中使用了如Display P3這類更廣的色域標準。但對于高清的需求只會越來越多，支持更廣色域標準注定也是未來web端顯示的目標之一。

為應對這一趨勢，W3C的CSS Color 4標準定義了新方法color()和其他語法能更靈活的指定各種不同色域標準下的顏色，以及更好的色彩漸變展示。最近，主流三大web瀏覽器也都已支持了W3C的新標準。

CSS Color 4

回顧現(xiàn)有的色彩空間

2000年以來，我們有多種方式指定色值：hex色值（#rgb、#rrggbb）、rgb()、rgba()、或是一些特定顏色的字符（如white、pink等）；2010年左右開始，瀏覽器開始支持hsl()方法；2017年，hex色值擴展了對于透明度的支持，#rrggbbaa；之后各種瀏覽器又陸續(xù)增加對hwb()方法的支持。

不同的方法對應的是不同的色彩空間，但色域都是同一個，即sRGB。

HEX

使用十六進制的數(shù)字來分別表示R、G、B、A的值

.valid-css-hex-colors {
  /* 一般標準 */
  --3-digits: #49b;
  --6-digits: #4499bb;

  /* 帶透明度 */
  --4-digits-opaque: #f9bf; /* 不透明 */
  --8-digits-opaque: #ff99bbff; /* 不透明 */
  --4-digits-with-opacity: #49b8; /* 透明度88% */
  --8-digits-with-opacity: #4499bb88; /* 透明度88% */
}

RGB

使用0_{255的十進制數(shù)字，或是0%}100%的百分比來指明R、G、B，透明度A使用百分比或0~1的數(shù)字表示

.valid-css-rgb-colors{
  --classic:rgb(64, 149, 191);
  --modern:rgb(64 149 191);
  --percents:rgb(25% 58% 75%);

  --classic-with-opacity-percent:rgba(64, 149, 191, 50%);
  --classic-with-opacity-decimal:rgba(64, 149, 191, .5);

  --modern-with-opacity-percent:rgb(64 149 191 / 50%);
  --modern-with-opacity-decimal:rgb(64 149 191 / .5);

  --percents-with-opacity-percent:rgb(25% 58% 75% / 50%);
  --percents-with-opacity-decimal:rgb(25% 58% 75% / 50%);

  --empty-channels:rgb(none none none);
}

HSL

這種色彩空間更符合人類自然理解，無需了解紅綠藍基礎色是如何混合的。參數(shù)分別表示：

• H：hue，色相，取值0deg~360deg
• S：Saturation，飽和度，取值0%~100%
• L：Lightness，亮度，取值0%~100%

.valid-css-hsl-colors{
  --classic:hsl(200deg, 50%, 50%);
  --modern:hsl(200 50% 50%);

  --classic-with-opacity-percent:hsla(200deg, 50%, 50%, 50%);
  --classic-with-opacity-decimal:hsla(200deg, 50%, 50%, .5);

  --modern-with-opacity-percent:hsl(200 50% 50% / 50%);
  --modern-with-opacity-decimal:hsl(200 50% 50% / .5);

  /* 無色相和飽和度，僅用亮度可表示黑白色 */
  --empty-channels-white:hsl(none none 100%);
  --empty-channels-black:hsl(none none 0%);
}

HWB

形式上和HSL類似，但使用的3個維度為：

• H：Hue，色相，取值0deg~360deg；
• W：Whiteness，白色的濃度（0~100%）；
• B：Blackness，黑色的濃度（0~100%）；

.valid-css-hwb-colors{
  --modern:hwb(200deg 25% 25%);
  --modern2:hwb(200 25% 25%);

  --modern-with-opacity-percent:hwb(200 25% 25% / 50%);
  --modern-with-opacity-decimal:hwb(200 25% 25% / .5);

  /* 無色相和飽和度，僅用亮度可表示黑白色 */
  --empty-channels-white:hwb(none 100% none);
  --empty-channels-black:hwb(none none 100%);
}

新方法color()

新的color()方法的參數(shù)類似于rgb()方法，使用R、G、B三個直線軸上的數(shù)值來指明色彩，不同的是color()方法的第一個參數(shù)可以接收除sRGB以外的其他色域下的色彩空間標識符，且R、G、B的值僅支持0_1或0%100%。

.valid-css-color-function-colors {
  --srgb: color(srgb 1 1 1);
  --srgb-linear: color(srgb-linear 100% 100% 100% / 50%);
  --display-p3: color(display-p3 1 1 1);
  --rec2020: color(rec2020 0 0 0);
  --a98-rgb: color(a98-rgb 1 1 1 / 25%);
  --prophoto: color(prophoto-rgb 0% 0% 0%);
  --xyz: color(xyz 1 1 1);
}

方法定義：color(colorspace c1 c2 c3[ / A])

• 參數(shù)colorspace：標識符，指明使用哪種色彩空間，可選值包括：srgb,srgb-linear,display-p3,a98-rgb,prophoto-rgb,rec2020,xyz,xyz-d50, andxyz-d65.
• 參數(shù)c1、c2、c3：可以是number（0~1）、百分比或none，對應指定色彩空間下的各參數(shù)值，比如srgb,srgb-linear,display-p3對應的是R、G、B的值，具體需要看指定色彩空間描述顏色的維度。
• 參數(shù)A：可選項，可以是number（0~1）、百分比或none，指明顏色的透明度

使用color()描述不同的色彩空間

sRGB

不再支持0_{255取值，改為0}1范圍，其實和百分比的形式是等價的。如果傳了大于1的數(shù)值也默認當作1來解析。

.valid-css-srgb-colors{
  --percents:color(srgb 34% 58% 73%);
  --decimals:color(srgb .34 .58 .73);

  --percents-with-opacity:color(srgb 34% 58% 73% / 50%);
  --decimals-with-opacity:color(srgb .34 .58 .73 / .5);

  /* 色值為none或空時，表示黑色 */
  --empty-channels-black:color(srgb none none none);
  --empty-channels-black2:color(srgb);
}

Linear sRGB

Linear sRGB和sRGB是不同的色彩空間，sRGB的取值是通過一個伽馬曲線函數(shù)做過校正的，并不是線性變化的，更適應人眼的感知特性，即對明暗的感知是非線性的；而Linear sRGB的顏色變化是線性的，以下是明暗從0-1漸變時，兩種色彩空間實際的漸變走向。

.valid-css-srgb-linear-colors{
  --percents:color(srgb-linear 34% 58% 73%);
  --decimals:color(srgb-linear .34 .58 .73);

  --percents-with-opacity:color(srgb-linear 34% 58% 73% / 50%);
  --decimals-with-opacity:color(srgb-linear .34 .58 .73 / .5);

  /* 色值為none或空時，表示黑色 */
  --empty-channels-black:color(srgb-linear none none none);
  --empty-channels-black2:color(srgb-linear);
}

Display P3、Rec2020

display P3是最早由蘋果公司推行的。如今這一標準已成為HDR顯示的基礎標準，能顯示的顏色比sRGB多50%。而Rec2020標準比display P3的色域更廣，可以用來顯示4K甚至8K的影像，但目前支持這一標準的終端顯示器還很少。兩種色域都是使用RGB來描述的。

.valid-css-display-p3-colors{
  --percents:color(display-p3 34% 58% 73%);
  --decimals:color(display-p3 .34 .58 .73);

  --percent-opacity:color(display-p3 34% 58% 73% / 50%);
  --decimal-opacity:color(display-p3 .34 .58 .73 / .5);

  /* 無色度色相，展示為黑色 */
  --empty-channels-black:color(display-p3 none none none);
  --empty-channels-black2:color(display-p3);
}

.valid-css-rec2020-colors {
  --percents: color(rec2020 34% 58% 73%);
  --decimals: color(rec2020 .34 .58 .73);

  --percent-opacity: color(rec2020 34% 58% 73% / 50%);
  --decimal-opacity: color(rec2020 .34 .58 .73 / .5);

  /* 無色度色相，展示為黑色 */
  --empty-channels-black: color(rec2020 none none none);
  --empty-channels-black2: color(rec2020);
}

CIE標準

讓我們先回到開頭的兩張色域圖，會發(fā)現(xiàn)基于RGB描述的色域基本是一個三角形，因為都是使用3個基礎色混合而成，但人眼所能感知的色域是形似馬蹄的圖形（具體如何繪制出的，感興趣的可自行搜索了解）。基于RGB標準的色彩空間，都很難完全覆蓋人眼能感知的所有顏色。而基于CIE標準（國際照明委員會制定的一種測定顏色的國際標準，它描述了人眼對顏色的感知和色彩的測量方法）的色彩空間，理論上是能夠包括人視覺所能感知到的所有顏色。

CSS Color 4新標準也新增了對于CIE標準色域的支持。下面介紹的lab()、lch()、oklab()、oklch()都是基于CIE的取色新方法。

lab()

lab()方法描述的是基于CIE標準的色彩空間中的顏色，能夠覆蓋人眼所能看到的全色域。和與基于RGB來描述色彩的維度不同，lab使用的維度分別為：

• L：lightness，視覺上線性漸變的亮度，取值范圍0~100或0%~100%；
• A：代表更貼合人眼視覺特性的兩個色軸之其一：紅-綠，取值范圍均為 -125~125 或 -100%~100%。當A為正值，則為更偏紅色；為負值時，更偏綠；
• B：代表更貼合人眼視覺特性的兩個色軸之其二：藍-黃，取值范圍均為 -125~125 或 -100%~100%。值為正值，更偏黃；為負值，更偏藍。

.valid-css-lab-colors{
  --percent-and-degrees:lab(58% -16 -30);
  --minimal:lab(58 -16 -30);

  --percent-opacity:lab(58% -16 -30 / 50%);
  --decimal-opacity:lab(58% -16 -30 / .5);

  /* 后兩個參數(shù)為none是可表示純灰度 */
  --empty-channels-white:lab(100 none none);
  --empty-channels-black:lab(none none none);
}

lch()

lch使用的維度分別是：

• L：lightness，視覺上線性漸變的亮度，取值范圍0_100或0%100%；
• C：chroma，顏色的純度，類似于飽和度，取值范圍0~230，但實際上，這個值是沒有上限的；
• H：hue，色相，類似hsl和hwb，是個角軸，取值范圍0deg~360deg；

.valid-css-lch-colors{
  --percent-and-degrees:lch(58% 32 241deg);
  --just-the-degrees:lch(58 32 241deg);
  --minimal:lch(58 32 241);

  --percent-opacity:lch(58% 32 241 / 50%);
  --decimal-opacity:lch(58% 32 241 / .5);

  /* 后兩個參數(shù)為none是可表示純灰度 */
  --empty-channels-white:lch(100 none none);
  --empty-channels-black:lch(none none none);
}

oklab()

oklab是校正版的lab，優(yōu)化了圖片處理質量，在CSS中意味著漸變優(yōu)化和顏色處理函數(shù)優(yōu)化，消除了色相偏移（hue shift，即在lab中改變顏色純度，色相也會變化），使用的維度和lab()是一致的。

.valid-css-oklab-colors{
  --percent-and-degrees:oklab(64% -.1 -.1);
  --minimal:oklab(64 -.1 -.1);

  --percent-opacity:oklab(64% -.1 -.1 / 50%);
  --decimal-opacity:oklab(64% -.1 -.1 / .5);

  /* 后兩個參數(shù)為none是可表示純灰度 */
  --empty-channels-white:oklab(100 none none);
  --empty-channels-black:oklab(none none none);
}

oklch()

相應的，oklch是lch的校正版，取色的邏輯和hsl類似，在圓色盤中選擇一個角度從而選中一個色相，再通過調節(jié)亮度和純度，也就是hsl中的飽和度，純度和飽和度基本可認為是等價的，區(qū)分僅在于純度和亮度的調節(jié)通常是同步進行的，否則純度很容易超出目標色域的范圍。這里有一個oklch的拾色器，可以體驗下。

.valid-css-oklch-colors{
  --percent-and-degrees:oklch(64% .1 233deg);
  --just-the-degrees:oklch(64 .1 233deg);
  --minimal:oklch(64 .1 233);

  --percent-opacity:oklch(64% .1 233 / 50%);
  --decimal-opacity:oklch(64% .1 233 / .5);

  /* 后兩個參數(shù)為none是可表示純灰度 */
  --empty-channels-white:oklch(100 none none);
  --empty-channels-black:oklch(none none none);
}

color-mix()

除了新增的一些取色方法外，新標準還有一個混色函數(shù)，可以將上邊提到的各種不同色彩空間的中顏色進行混合計算出新顏色。

color-mix(in lch, plum, pink);
color-mix(in lch, plum 40%, pink);
color-mix(in srgb, #34c9eb 20%, white);
color-mix(in hsl longer hue,hsl(120 100% 50%) 20%, white);

方法定義：color-mix(method, color1[ p1], color2[ p2])

• 參數(shù)method：指定混色的色彩空間，以 in 的形式，包含：srgb,srgb-linear,lab,oklab,xyz,xyz-d50, xyz-d65,hsl,hwb,lch, oroklch
• 參數(shù)color1、color2：為對應method中指定色彩空間中的任一顏色；
• 參數(shù)p1、p2：為可選參數(shù)，取值范圍為0%~100%，可以指明混色的比例，如果為空，默認color1和color2各為50%；

項目中如何使用高清色彩

在我們應用一項新語法時，我們通常會有兩種策略：優(yōu)雅降級和漸進增強，具體實施方案：

優(yōu)雅降級

這種實施起來比較簡單，即同時使用新舊取色方法，讓瀏覽器自動判斷展示哪種

/* 原代碼 */
color: red;
color:color(display-p3 1 0 0);

/* 如果瀏覽器不支持display-p3，則會只解析第一行 */
color: red;

/* 如果瀏覽器支持，則會最終使用第二行 */
color:color(display-p3 1 0 0);

漸進增強

使用@supports和@media先判斷當前瀏覽器是否支持新的色域標準，并在條件的情況下提供新的色值。

色域媒體查詢

• dynamic-range：取值standard或high，用于判斷當前硬件設備是否支持高清、高對比度、高色彩精度，不過這一屬性判斷的比較籠統(tǒng)，并不能準確判斷瀏覽器是否支持新色域和色彩空間。

@media(dynamic-range: high){
  /* safe to use HD colors */
  color: color(display-p3 34% 58% 73%);
}

• color-gamut：取值 srgb、p3 或 rec2020，對應可判斷用戶設備是否支持sRGB、Display P3 或 REC2020色域。

@media(color-gamut: srgb){
  /* safe to use srgb colors */
  color: #4499bb;
}

@media(color-gamut: p3){
  /* safe to use p3 colors */
  color: color(display-p3 34% 58% 73%);
}

@media(color-gamut: rec2020){
  /* safe to use rec2020 colors */
  color: color(rec2020 34% 58% 73%);
}

除了可以直接使用css媒體查詢，還可用途JavaScript中的window.matchMedia()方法來進行媒體查詢。

const hasHighDynamicRange = window.matchMedia('(dynamic-range: high)').matches;

console.log(hasHighDynamicRange);// true || false

const hasP3Color = window.matchMedia('(color-gamut: p3)').matches;

console.log(hasP3Color);// true || false

色彩空間查詢

• 使用[@supports](https://my.oschina.net/u/688773)判斷某個css方法或屬性是否支持

@supports(background:rgb(0 0 0)){
  /* rgb color space supported */
  background:rgb(0 0 0);
}


@supports(background:color(display-p3 0 0 0)){
  /* display-p3 color space supported */
  background:color(display-p3 0 0 0);
}


@supports(background:oklch(0 0 0)){
  /* oklch color space supported */
  background:oklch(0 0 0);
}

應用實例

在實際應用中，在新舊標準過渡期間，可以綜合使用上邊的查詢方法，下面是一個兼容新舊標準的實例：

:root{
  --neon-red:rgb(100% 0 0);
  --neon-blue:rgb(0 0 100%);
}

/* 設備是否支持展示高清 */
@media(dynamic-range: high){

  /* 瀏覽器是否能解析display-p3 */
  @supports(color:color(display-p3 0 0 0)){

    /* 安全使用display-p3 */
    --neon-red:color(display-p3 1 0 0);
    --neon-blue:color(display-p3 0 0 1);
  }
}

開發(fā)調試

如果更新了最新版本的chrome瀏覽器的話，就能發(fā)現(xiàn)DevTools里的拾色器已經(jīng)支持了CSS Color 4中的新語法，點擊頁面元素中的顏色屬性，在彈出的拾色器中，中間色值右側的箭頭，之前的版本中，點擊箭頭是在hex、rgb、hsl和hwb之間切換，但新版本中，點擊箭頭會出現(xiàn)下拉框，可以看到所有新增的色彩空間和方法，以及當前色值所對應的可替換色值。

同時在選擇了不同的色彩空間后，色彩的可調節(jié)參數(shù)也會相應改變。

當我們選擇了一個非sRGB色域的色值后，會發(fā)現(xiàn)拾色器的上方區(qū)域里會展示一條sRGB的分界線，可以清晰地看出當前選擇的顏色所在的色域。這能幫助開發(fā)者分辨高清色與非高清色。

而當我們選擇一個超出sRGB范圍的顏色后，再來點擊色值右側的箭頭彈出選項列表時，會發(fā)現(xiàn)sRGB色域下的色值后邊會帶上一個三角嘆號。這說明當前色值已超出了sRGB所能描述的范圍，只能使用相近的顏色作為替代。

關于chrome DevTools更多關于高清顏色的更新，可參閱官方文檔。

總結

sRGB之外的色域和色彩空間目前雖然還剛剛在web端起步，但未來的設計和開發(fā)要求可能會慢慢出現(xiàn)，尤其是H5動畫、游戲、3D圖像等等，對于色彩顯示的要求不會永遠停留在sRGB階段，希望本文簡陋的介紹能讓大家多少開始了解一些關于色彩的東西。如有錯誤或疏漏，歡迎指正討論。

參考文章：

1. https://web.dev/articles/color-spaces-and-functions?hl=en

2. https://developer.chrome.com/articles/high-definition-css-color-guide/

3. https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/CSS/color_value/color

作者：京東科技?鄭莉

來源：京東云開發(fā)者社區(qū) 轉載請注明來源文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-711127.html

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