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【30分钟学完】canvas动画|游戏基础(extra1):颜色那些事

DobbyKim / 1571人阅读

摘要:十六进制格式,红绿蓝分别用两位十六进制数表示。函数表达式,三原色分别由的整数值表示。开头表示十六进制数,中不区分大小写,至于不知道什么是十六进制的,请自行百度红色是,绿色是,蓝色。

前言

本篇主要讲解关于计算机颜色系统的概念,后续结合一些canvas的应用。因为是“你不知道也没关系”的边缘知识,所以作为本系列教程的扩展,没有兴趣的同学可以跳过。
开始我们万紫千红的故事吧!
本人能力有限,欢迎牛人共同讨论,批评指正。

先从老朋友CSS讲起

我们熟悉的CSS风格颜色表示方式,大体有下面几种,canvas大体是直接沿用这些写法的,但最后包含透明度的写法有些许不同。

#RRGGBB:十六进制格式,红绿蓝分别用两位十六进制数表示。

#RGB:简写的十六进制格式,转换成6位格式时会重复三原色,例如#fb0->#ffbb00

rgb(R,G,B):函数表达式,三原色分别由0~255的整数值表示。

rgba(R,G,B,A):包含透明度的函数表达式,其中alpha参数为0~1,需要指定透明度的颜色必须使用该格式。

作为前端人员平时用得很多,但你可能会一脸懵逼之前自己写的颜色字符串居然是十六进制?
待我细细道来。这里的R即是红色(red),G即是绿色(green),B即是蓝色(blue),这三个是显示器普遍使用的三基色,属于叠加型原色,百科摘录如下。

【科普】原色是指不能透过其他颜色的混合调配而得出的“基本色”。  
以不同比例将原色混合,可以产生出其他的新颜色。以数学的向量空间来解释色彩系统,则原色在空间内可作为一组基底向量,并且能组合出一个“色彩空间”。由于人类肉眼有三种不同颜色的感光体,因此所见的色彩空间通常可以由三种基本色所表达,这三种颜色被称为“三原色”。一般来说叠加型的三原色是红色、绿色、蓝色(又称三基色,用于电视机、投影仪等显示设备);而消减型的三原色是品红色、黄色、青色(用于书本、杂志等的印刷)。
解密颜色值

每一个颜色都是由三基色叠加合成,所以我们需要告诉计算机这各个基色的比例(浓度),将这个比例量化就是一个0~255的整数,也可说是256个级别,越大即表示各种原色更多(更浓)。

【PS】至于为什么是256个级别?  
是因为计算机中每个原色用8位二进制(0或1)表示,也就是2的8次方共256。

每个颜色都是256个级别,那它的组合的可能就有256*256*256=16777216,换句话说,一个颜色用24位二进制表示,换算成十进制就是0~16777215。
这里你应该可以看懂上面CSS颜色表示方式前三个的含义了吧,至于rgba(R,G,B,A)多加入了A,表示透明度,这个是扩展版的32位颜色系统,多了一个额外的8位二进制表示透明度的级别,CSS将它简化成0~1表示。

*

举个例子吧!
#FF55F3这个颜色为例进行讲解。(0x开头表示十六进制数,js中不区分大小写,至于不知道什么是十六进制的,请自行百度)
红色是0xFF,绿色是0x55,蓝色0xF3
转换成十进制:红色是255,绿色是85,蓝色是243。也就是说这个数值和rgb(255,85,243)写法是等价的。

【PS】简便的转换方法,直接在控制台打印即可,比如console.log(0xF3);,js默认输出十进制表示的字符串。
颜色合成

颜色理论学得差不多了,现在来看看合成,已知三原色的值,要如何用代码合成一个颜色呢?
以上面说的#FF55F3为例,现在已知的是各个颜色值,下面提供两种做法:

1、得到rgb(R,G,B)格式

直接利用js数字转换为字符串时默认是十进制的特性。

let r = 0xFF;
let g = 0x55;
let b = 0xF3;
let color = `rgb(${r},${g},${b})`;
2、得到#RRGGBB格式

一个24位的颜色值,二进制即:RRRRRRRRGGGGGGGGBBBBBBBB
红色值左移16位,绿色左移8位,将三者做“或”就能得到合成的24位颜色值,再转成16进制字符串即可。

0xFF << 16 = 111111110000000000000000
0x55 << 08 = 000000000101010100000000
0xF3       = 000000000000000011110011
OR         = 111111110101010111110011
//省略跟前面一样的...
let color = `#${(r << 16 | g << 8 | b).toString(16)}`;
颜色分解

合成学完了,现在考虑一下如何用代码分解颜色,也就是把一个颜色分离出红、绿、蓝。
rgb(R,G,B)格式就说了,切字符串就能得到。
重点讨论#RRGGBB格式,其实就是第二种合成方法的逆过程,右移后“与“操作,简单来说就是把想要的颜色值所在的位置移动到末尾,再用“与”0xFF剔除其他颜色。
还是以#FF55F3为例,现已知这个字符串,要求分解出三基色的值。

切除“#”号得到16进制字符串;

红色:右移16位,与0xFF做“与”操作;

绿色:右移8位,与0xFF做“与”操作;

蓝色:直接与0xFF做“与”操作。

let color = parseInt("#FF55F3".slice(1), 16);
let r = color >> 16 & 0xFF
let g = color >> 8 & 0xFF
let b = color & 0xFF

以绿色提取过程为例:

0xFF55F3      = 111111110101010111110011
0xFF55F3 >> 8 = 000000001111111101010101
0xFF          = 000000000000000011111111
AND           = 000000000000000001010101
封装颜色工具

当然,上面的合成、分解代码都是基本理论的应用,实际项目中使用会为了健壮性封装成更加合理的工具,可以参考我们工具类utils.js中的colorToRGB()和parseColor()两个函数。

colorToRGB()用于将#RRGGBB格式或任意数字,转换成rgb(R,G,B)rgba(R,G,B,A)

parseColor()用于将#RRGGBB格式转成数字,将数字转成#RRGGBB格式。

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