我们一起聊聊 CSS 变量自动变色技术-css变色动画

偶尔在网上看到这样一个设计，当阅读量比较少时，文字呈灰色，当阅读量比较多(>=100)时，文字就变成褐色了，示意效果如下：

是不是非常醒目呢?

另外，还有那种可以根据进度自动变色的进度条，如下：

其实通过纯 CSS 也能实现这样的逻辑判断，主要用到了 CSS 变量和边界值计算，现在分享一下：

一、基本数学原理

CSS 中并没有直接的 if 判断逻辑。要实现这样一种效果，必须充分利用 CSS calc 的计算特性和临界条件。

假设要实现这样一个逻辑：

--x默认值为 10，当变量--y大于等于 100 时，--x变为 20。

如何实现呢?这里先给出答案，然后进行分析：

--x: clamp(10,(var(--y) - 99) * 99,20)

这里用到了 clamp函数，你可以理解为一个区间，有 3 个值 [Min, Val, Max]，前后分别是最小、最大值，中间是动态值，这里其实就是一个简单的线性函数，并且单调递增，所以这里的逻辑就是：

当--y小于 100 时，比如 99，(var(--y) - 99) * 99 的计算结果是 0，再小就是负数了，在 [10, 20] 区间中取较小值，所以最终结果是 10。

当--y大于等于 100 时，比如 100 ，(var(--y) - 99) * 99 的计算结果是 99，在 [10, 20] 区间中取较大值，所以最终结果是 20。

用一张图表示如下：

为什么这里需要乘以 99 呢?其实是一个放大插值的操作，严格来讲，这个例子中只要大于 20 就够了，当乘以 20 以后，范围就变成了 ...、-20、0、 20、40、...，也是包含 [10, 20] 这个区间的。

这个就是CSS 中 if 判断的基本原理了，用到了一点点数学运算，接下来看实战效果。

二、通过饱和度变化

首先简单布局一下；

由于纯 CSS 无法获取到数值的大小，这里需要借助 CSS 变量进行计算，所以 HTML 可以这样。

<num style="--num:1">1<span>阅读</span></num>
<num style="--num:99">99<span>阅读</span></num>
<num style="--num:102">102<span>阅读</span></num>

如果不考虑 HTML 语义或者 SEO 这类因素，这里的“数字”和“阅读”都可以通过伪元素来生成；

num::before {
  counter-reset: num var(--num);
  content: counter(num);
}
num::after {
  content: '阅读';
}

于是，HTML 可以进一步简化为：

<num style="--num:1"></num>
<num style="--num:99"></num>
<num style="--num:102"></num>

简单修饰后效果如下：

由于是灰色和褐色之前的变化，一种简单的方式是通过饱和度来控制，比如这里褐色的颜色是#aa540e，用 hsl 颜色表示就是 hsl(27, 50%, 36%)，如下：

这里饱和度可以控制颜色的鲜艳程度。饱和度越高，颜色越鲜艳，饱和度越低，颜色越暗淡，当饱和度降为 0，就变成彻底的灰色了，如下：

所以，这里要实现两种颜色的切换，可以通过计算饱和度，具体规则就是。

当 --num大于等于 100 时，饱和度为 85%，否则为 0%，利用前面一节的基本原理，所以实现就是。

num{
  --s: clamp(0%,(var(--num) - 99) * 99%,85%);/* >100 */
  color: hsl(27 var(--s) 36%);
}

逻辑和前面一致，这就不重复了，实际效果如下：

Kapture 2022-04-21 at 15.55.20

由于饱和度本身也有“阈值”，当饱和度低于 0% 时，仍然按照 0% 来渲染，所以上面实现可以去除最小值，简化后如下：

num{
  --s: min((var(--num) - 99) * 99% ,85%);
  color: hsl(27 var(--s) 36%);
}

同样能达到相同的目的。

三、完全颜色控制

虽然饱和度变化控制比较容易，只需要控制一个参数就行了，但还是有些局限性。

首先，这个灰色可能并不是设计师想要的灰色(实际可能会偏淡一点)，再者，颜色变化不够自由，比如，默认是一个蓝色，超出一定数量后变成红色，这种就无法控制了。

于是，我们需要用完全解析的方式来实现，原理其实就对颜色的 3 个参数进行控制，rgb 或者 hsl 都可以，假设两个颜色分别是rgb(29 125 250)和rgb(244 67 54)，如下：

这里不仅有递增的变化，也有递减的变化(比如，125 => 67、250 => 54)，所以在 calc 计算的时候需要取反，具体实现如下：

num{
    --r: clamp(29, (var(--num) - 99) * 999 + 29 , 250);/*29, 250*/
    --g: clamp(67, (var(--num) - 100) * -999 + 67 , 125);/*128, 67*/
    --b: clamp(54, (var(--num) - 100) * -999 + 54 , 250);/*250, 54*/
    color: rgb(var(--r) var(--g) var(--b));
}

需要注意几点：

系数需要足够大，这里是 999，比如第一条，当 --num 为 100 时，如果系数是 99，那么计算的结果是 99 + 29，没有达到最大值 250，所以需要改大一点，比如 999。
clamp 支持的参数必须是 [min, val, max]，min 和 max 不能对调，所以以上代码在实现时做了交换。

实际效果如下：

Kapture 2022-04-21 at 16.43.24

四、自动背景颜色变化

虽然颜色可以通过上述方式进行自动变化，但是还是有些不雅。

代码量比较多，有些繁琐，容易混淆，特别是前后数字的顺序。
只适用于两个颜色的变化，比如多种分段的颜色可能就无法实现了。

背景相比于单纯的颜色来说，有一个非常大的优势在于多层叠加，如果控制每个背景的大小，不就可以控制最终展示的颜色了吗?

还是上面这个例子，我们先通过渐变绘制两层背景，上面是红色rgb(244 67 54)，下面是蓝色rgb(29 125 250)，然后通过background-size来控制每一层的大小，原理是这样的：

具体实现如下：

num{
  background: linear-gradient(rgb(244 67 54),rgb(244 67 54)), 
    linear-gradient(rgb(29 125 250), rgb(29 125 250));
  color: #fff;
  background-size: calc( (var(--num) - 99) * 100% ), 100%;
}

其实这个计算根据简单，解释一下：

当 --num 大于等于 100 时，计算结果肯定是大于 100% 的，所以上面的红色背景是可见的，整体表现为红色。
当 --num 小于 100 时，计算结果肯定是小于等于 0% 的，即使是负数，background-size 也解析为 0%，所以上面的红色背景是不可见的，整体表现为下面的蓝色。

实际表现如下：

Kapture 2022-04-21 at 18.19.56

如果希望实现文字颜色的变化，可以利用到 background-clip。

num{
  background: linear-gradient(rgb(244 67 54),rgb(244 67 54)), 
    linear-gradient(rgb(29 125 250), rgb(29 125 250));
  color: transparent;
  background-size: calc( (var(--num) - 99) * 100% ), 100%;
  -webkit-background-clip: text;
}

Kapture 2022-04-21 at 18.29.38

是不是相比上面的方式简单了许多呢?

五、自动变色的进度条

背景还可以适配多种颜色。接下来看一个文章开头的案例，实现这样一个可以自动变色的进度条，有这样几条规则：

当进度小于 30% 时，背景呈红色。
当进度大于 30% 并且小于 60% 时，背景呈橙色。
当进度大于 60% 并且小于 90% 时，背景呈蓝色。
当进度大于 90% 时，背景呈绿色。

示意如下：

假设 HTML 如下：

<div class="bar" style="--percent: 50;"></div>

可以通过 CSS 伪类和计数器将 CSS 变量显示在页面，有兴趣的可以看看张鑫旭老师的这篇文章：小tips: 如何借助content属性显示CSS var变量值[1](这个案例也是在这个基础上修改的)，简单修饰一下。

.bar {
  display: flex;
  height: 20px;
  background-color: #f5f5f5;
}
.bar::before {
  counter-reset: progress var(--percent);
  content: counter(progress) '%\2002';
  display: flex;
  justify-content: end;
  width: calc(var(--percent) * 1%);
  font-size: 12px;
  color: #fff;
  background: #2486ff;
  white-space: nowrap;
}

效果如下：

那么该如何根据进度自动变色呢?

原理还是类似的!首先，还是将几个颜色通过渐变绘制出来，最后的颜色放在最前面，然后根据 CSS 变量控制背景尺寸就行了，原理示意如下：

由于background-size本身有边界限制，当小于 0% 时，仍然按 0% 来渲染，所以这里可以不必用 clamp来加以限制，减少代码量，具体代码实现是这样的：

.bar::before{
  /*其他样式*/
  background-image: linear-gradient(green,green), 
    linear-gradient(#2486ff,#2486ff), 
    linear-gradient(orange, orange),  
    linear-gradient(red, red);
  background-size: calc( (var(--percent) - 90) * 100% ) 100%, 
    calc( (var(--percent) - 60) * 100% ) 100%,
    calc( (var(--percent) - 30) * 100% ) 100%,
    100% 100%;
}

简单看一下里面的逻辑：

当 --percent 大于 90 时，所有背景的尺寸都是 100%，自然显示最上层的绿色。
当 --percent 大于 60 ，小于等于 90 时，只有最上层的绿色尺寸是 0，其他背景尺寸都是 100%，所以显示第二层的蓝色。
当 --percent 大于 30 ，小于等于 60 时，上面两层背景尺寸都是 0，下面两层背景尺寸都是 100%，所以显示第三层的橙色。
当 --percent 小于 30 时，只有最底层的尺寸是 100%，其他都是 0，所以显示最底层的红色。

实际表现如下：

Kapture 2022-04-21 at 23.00.00

背景自动变色已经实现了，不过数字还有一点小问题，当进度条比较小时，百分比数字明显放不下了，如下：

所以，在这种情况下应该把百分比数字移到外面来，并且变成红色。

移到外面，可以通过text-indent属性来实现，文字颜色从白色变成红色(hsl(0,100%,50%))，可以通过亮度来实现，当亮度为 100% 时，任何颜色都会变成白色，由于亮度本身有限制，当超过 100% 时，仍然按照 100% 来渲染，这一点可以利用起来，具体实现如下：

.bar::before{
  /*其他样式*/
  --l: max(50%, (var(--percent) - 9 ) * 100%);
  color: hsl(0, 100%, var(--l));
  --offset: clamp(0%, ( var(--percent) - 10 ) * -120% , 120%);
  text-indent: var(--offset);
}

这里的计算原理也和前面一样，大家在这里可以仔细斟酌一下。

实际效果如下：

Kapture 2022-04-21 at 23.46.59

可以看到，当百分比小于 10 时，文字是在外部的，避免了空间不足的情况，非常智能。

完整代码可以访问：CSS auto color(codepen.io)[2] 或者 CSS auto color(juejin.io)[3]。

六、总结一下

以上就是关于 CSS 自动变色技术的全部内容了，核心其实就是边界值的灵活计算，是不是非常强大呢?这里总结一下实现要点：

实现原理是 CSS 变量和 calc 计算；
clamp 可以限制表达式的区间范围；
通用核心代码 --x: clamp(10,(var(--y) - 99) * 99,20)；
饱和度可以控制颜色的鲜艳程度，当饱和度为0，就变成灰色了；
完全控制颜色变化，可以用 rgb 或者 hsl 完全表示出来，分别进行计算；
以上方案仅适用于两个颜色的切换；
多层背景叠加可以实现多种颜色切换；
多层背景切换的核心在于背景尺寸的控制；
亮度为 100% 时，颜色就变成了白色；
部分属性本身有“阈值”，充分利用这种特性可以减少区域判断。

当然，这种技术不仅仅适用于颜色的变化，只要是数值的变化都可以，比如文章中text-indent的切换，充分利用这些小技巧可以让我们的页面更加灵活，更加精致。