如何快速实现一个颜色选择器

在做前端界面开发的时候，遇到需要改变颜色的需求，就需要使用颜色选择器。
针对这个问题，第一想法，自然是H5提供了input color，可以实现。但不出意外的，IE并不支持。而且，chrome的实现方式和firefox也不太一样，见下图：

左图是chrome的，浏览器自身实现的一个颜色选择器控件；右图是firefox的，引入的是操作系统自带的颜色选择器控件。
鉴于这些差异性，就很有必要实现一个统一的颜色选择器组件，譬如我们来实现一个类似chrome浏览器自带的这种选择器。
要做这个组件，首先需要了解的一个知识点，就是颜色模型。

颜色模型

我们前端开发，最常见的颜色模型就是RGB，即红绿蓝三基色模型，而前端浏览器能支持颜色显示的颜色模型只有两种：RGB和HSL。
其中，RGB模型是以三色的值在0-255以内的范围内，混合成一种颜色，对机器较友好，但并不太适合人直观的进行颜色选择。所以，通常的颜色选择器一般会使用另外两种更面向视觉感知的模型：HSV 和 HSL。关于颜色模型的详细知识，可见 颜色模型的基础知识。
而chrome浏览器自带的颜色选择器，就是基于HSV的。

HSV 与 HSL 的区别

HSV是基于色相H(hue)、饱和度S(saturation)、明度V(Value)；HSL基于色相H(hue)、饱和度S(saturation)、亮度L(lightness)。
其中色相是一样的，本质都是一种颜色值。
在这两个模型中，色相是以六大主色为基础，分别按60度的间隔排列在圆环上。
这六大主色分别是：0°红、60°黄、120°绿、180°青、240°蓝、300°洋红、360°红。
而在前端进行布局设计时，常常把圆环处理成长方形的色块，通过颜色的线性渐变方式进行分段处理，角度换算成一定的比例，如下所示：

而饱和度和明亮度都是有区别的，为方便理解颜色选择器，本文概括简单的描述，如下：

• HSV中的S饱和度，反映色相颜色中混入白色的值，呈现白色到色相颜色的变化；
• HSL中的S饱和度，反映色相颜色中混入灰色的值，呈现的是一种从灰色到色相颜色的变化。
• HSV中的V明度，体现的是从黑色到色相(H)颜色的过渡。
• HSL中的L亮度，体现的是从黑色到色相(H)颜色再到白色的过渡。

另外需要明确的是，各个部分的取值范围：Hue色相：0 - 360；饱和度和明亮度都是：0 ~ 100%。
具体的实现上的差别，我们可以接着往下看。

实现选择器

色相

色相的原理上面已经介绍了，HSV和HSL一样。落实到代码层面的话，也是很好实现的，以css和div的方式，只需要进行颜色的线性渐变即可：

<div class="div-bar">
  <!-- 色相柱 -->
  <div id="colorBar" class="color-bar"></div>
  <!-- 滑动块 -->
  <div id="divSlider" class="div-slider"></div>
</div>

.div-bar {
  position: relative;
  width: 10px;
  height: 200px;
  margin-left:15px;
  cursor: pointer;
}
.color-bar {
  background: linear-gradient(180deg, #f00, #ff0 17%, #0f0 33%, #0ff 50%, #00f 67%, #f0f 83%, #f00);
  width: 10px;
  height: 200px;
  margin-left: 20px;
}
.div-slider {
  ...
  width: 8px;
  height: 8px;
}

这里是竖向的色相柱，宽高10 * 200，如果需要横向的改动宽高布局即可。

计算色相柱的滑块位置

要想移动滑块获取位置信息，首先需要监听色相柱上的鼠标事件，具体如下：

  colorBar.addEventListener('mousedown', function(e) {
    setHueSlider(e)
    document.addEventListener('mousemove', setHueSlider)
  })
  document.addEventListener('mouseup', function() {
    document.removeEventListener('mousemove', setHueSlider)
  })

在setHueSlider函数中需要处理的，就是滑块点在色相柱上的位置，然后通过计算比例得到一个hue值：

  const clientRect = colorBar.getBoundingClientRect()
  // 获取位置信息，色柱高度-colorBarHEIGHT
  let yDiff = event.clientY - clientRect.top
  yDiff = yDiff > colorBarHEIGHT ? colorBarHEIGHT : (yDiff < 0 ? 0 : yDiff)
  // 设置滑块的位置，防止滑块脱离色柱
  const yTop = yDiff < 9 ? 0 : (yDiff - 9)
  divSlider.style.top = yTop + 'px'
 
  // 色相在360度以内，计算对应的比例值， 0 - 360
  color.hue = Math.round((yDiff / colorBarHEIGHT) * 360 * 100) / 100 | 0

通过色相柱的滑块位置比例的计算，我们就能得到对应的色相值了。

饱和度和明亮度

除了色相柱以外，我们还需要设定一个基于饱和度和明亮度的颜色面板，这时候，上面对于这两块的区别介绍，就有了用武之地。
颜色面板一般是一个长方形的区域，以HSV为例，上面提到，HSV的饱和度可以简化为白色到色相颜色的变化，如果当前的色相颜色是红色，则饱和度就是白色到红色的变化；而明亮度则体现的是黑色到红色的变化。我们在设计面板的时候，以一个长方形的面板区域：

• 如果把面板的背景色设置为色相颜色-红色；
• 从左到右设置饱和度，可在白色上设置从左至右的透明度变化，即最左边白色，到最右边的完全透明，线性渐变；
• 从下到上设置明亮度，就可在最下面黑色，到最上面的完全透明，线性渐变。

如此则可简化HSV模型里的颜色面板，在具体的实现上，可以通过下面的这个图来理解：

当然，饱和度和明亮度在水平或者垂直方向上是可以调换的。

要设置颜色面板，使用div+css即可，在代码实现上有多种方式，下面介绍的只使用一个div的方式，实现一个宽高300 * 200的颜色面板，(其他的方式还有使用两个div或者使用伪类等等)：

<div class="div-panel">
  <!-- 颜色面板 -->
  <div id ="colorPanel" class="color-panel" style="background-color: #f00;"></div>
  <!-- 滑块 -->
  <div id="divPicker" class="div-picker"></div>
</div>

.div-panel {
  position: relative;
  width: 300px;
  height: 200px;
  cursor: pointer;
  overflow: hidden;
}
.color-panel {
  position: relative;
  height: 200px;
  width: 300px;
  background: linear-gradient(to top, #000, transparent), linear-gradient(to right, #FFF, transparent);
}
.div-picker {
  ...
  width: 12px;
  height: 12px;
}

计算这两个值

仍然是需要监听鼠标事件，获取鼠标位置信息，事件监听与色相的基本一样，都是监听鼠标的三个事件，这里略过。
直接看如何计算饱和度和明亮度，根据前面的介绍与布局实现，我们定义的面板横向X轴是饱和度，面板纵向Y轴是明亮度，于是可以如下计算：

  // 计算鼠标移动位置，面板宽度panelWIDTH，高度panelHEIGHT
  const clientRect = colorPanel.getBoundingClientRect()
  let yDiff = event.clientY - clientRect.top
  let xDiff = event.clientX - clientRect.left
  xDiff = xDiff > panelWIDTH ? panelWIDTH : (xDiff < 0 ? 0 : xDiff)
  yDiff = yDiff > panelHEIGHT ? panelHEIGHT : (yDiff < 0 ? 0 : yDiff)
 
  // 设置滑块位置，保证滑块至少一半在面板内
  const yTop = yDiff - 6
  const xLeft = xDiff - 6
  divPicker.style.top = yTop + 'px'
  divPicker.style.left = xLeft + 'px'
 
  // 饱和度和明度，这里没有取百分比的值，后续转换时需要注意
  color.saturation = Math.round(xDiff / panelWIDTH * 100)
  color.value = Math.round((1 - yDiff / panelHEIGHT) * 100)

hsv转rgb

通过这样的计算，就能获取HSV对应的三个值了，后面就可以进行转换成对应RGB颜色值。

  const hsvToRgb = function (hue, saturation, value) {
    saturation = saturation * 255 / 100 | 0
    value = value * 255 / 100 | 0
 
    if (saturation === 0) {
      return [value, value, value]
    } else {
      satVal = (255 - saturation) * value / 255 | 0
      ligVal = (value - satVal) * (hue % 60) / 60 | 0
      if (hue === 360) {
        return [value, 0, 0]
      } else if (hue < 60) {
        return [value, satVal + ligVal, satVal]
      } else if (hue < 120) {
        return [value - ligVal, value, satVal]
      } else if (hue < 180) {
        return [satVal, value, satVal + ligVal]
      } else if (hue < 240) {
        return [satVal, value - ligVal, value]
      } else if (hue < 300) {
        return [satVal + ligVal, satVal, value]
      } else if (hue < 360) {
        return [value, satVal, value - ligVal]
      } else {
        return [0, 0, 0]
      }
    }
  }

透明度

在RGB\HSV\HSL三种颜色模型里，透明度都是独立的一个属性，不会影响到具体颜色的实现，可以单独处理这个值。
所以，如果我们需要透明度，在布局上可以和色相柱一样，使用长条状的div，通过计算位置比例来计算当前选中的透明度值，布局如下：

  <div class="div-alpha">
    <!-- 透明柱状 -->
    <div id="alphaBar" class="alpha-bar" style="linear-gradient(180deg, #f00, transparent)"></div>
    <!-- 滑块 -->
    <div id="divAlphaSlider" class="div-slider"></div>
  </div>

  .div-alpha {
    background-image: linear-gradient(
      45deg,#c5c5c5 25%,transparent 0,transparent 75%,#c5c5c5 0,#c5c5c5),linear-gradient(
      45deg,#c5c5c5 25%,transparent 0,transparent 75%,#c5c5c5 0,#c5c5c5);
  }

在计算上，也基本和色相柱一样，只是透明度取值在0-100：

color.alpha = Math.round(100 - yDiff / alphaBarHEIGHT * 100) / 100

有了透明度的值，获取颜色值时，在RGBA或这HSLA中加入透明度即可。

基于HSL的颜色选择器

上面讲解过HSV和HSL的区别，根据各自的特点，要实现HSL的选择器，只需要进行少许的改动。
首先，Hue色相和透明度，两者没有区别，一模一样，不需要做任何改动。
其次，需要改动饱和度和明亮度的颜色面板，HSL在布局时只需要改动一点，即面板的css样式：

  .color-panel {
    position: relative;
    height: 200px;
    width: 300px;
    /*横向X轴饱和度设置为灰的渐变，纵向Y轴设置为白到透明到黑*/
    background: linear-gradient(to bottom, #fff 0%, transparent 50%, transparent 50%, #000 100%), 
      linear-gradient(to right, #808080 0%, transparent 100%);
  }

改变颜色面板以后，获取HSL的色相、饱和度、亮度、透明度的值的方式，都与在HSV模式下一样。
注意，这时候获取的HSLA的颜色，如果要使用到RGBA，就需要进行HSL到RGB的转换，转换函数详见颜色模型的基础知识。
综上，则完成了一个颜色选择器的。

使用canvas设置面板

除了基于div+css布局颜色选择器以外，我们还可以使用canvas来处理颜色选择器。
在布局上，色相、面板、透明度，都使用canvas来替换，由于canvas也可以使用线性渐变，所以在设置色彩的UI布局上是没有任何问题的。
在滑块的设计上也大致相同，只需要微小的改动，因为使用canvas以后，获取颜色的方式就不一样了。
在canvas的色相和面板中，可以直接获取到canvas对应位置的像素点，而该像素点本身就是一个rgba的颜色值。
所以这个带来的好处就是，我们可以省略转换过程，而直接获取到可用的颜色值。
当然，不管是div还是canvas，因为布局方式和获取颜色值的方式不一样，在所能得到的颜色值的数量上会有差别，特别是canvas方式，和画布本身的像素点有关。
但是，两种方式都可以在几百万以上的颜色值，完全满足我们的需求。