CSS 渐变锯齿消失术

chokcoco - 2022-10-27 15:06:33

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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 ></div>
<div ></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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