深入理解 CSS linear-gradient

[anjia]

渐变

渐变（Gradient）是 CSS3 引入的特性，其定义详见 CSS Images Module Level 3。它本质上是一个 2D 图像，可以对 background-image、list-style-image 和 border 等进行细微着色。

语法是：

<gradient> = <linear-gradient()> | <repeating-linear-gradient()> |
             <radial-gradient()> | <repeating-radial-gradient()> |
             <conic-gradient()>  | <repeating-conic-gradient()>

渐变会绘制到一个叫渐变框（gradient box）的矩形框里。渐变框有具体的大小，而渐变本身是没有固有尺寸的。

固有尺寸（intrinsic dimensions）是固有宽度、固有高度、固有宽高比的集合。对于特定的对象，这三个尺寸都有可能存在或者不存在。比如：光栅图像（image）同时拥有这三个，SVG image 只有一个固有宽高比，CSS 渐变就没有任何固有尺寸。

举个例子，理解下。

在下面的代码中，渐变框就是.demo容器的 padding box，宽 220px 高 120px。

<style>
.demo {
    width: 200px; 
    height: 100px;
    padding: 10px;

    background-color: #eaeaea;
    background-image: linear-gradient(red, green);  /* 线性渐变 */
    background-repeat: no-repeat;
    background-position: center;
}
</style>

<div class="demo"></div>

如果你给 .demo 再增加一行下面的 CSS，那么，渐变框就变成了宽 50px 高 50px。

.demo {
    background-size: 50px 50px;
}

如果你是增加的下面这行 CSS，那么，渐变框就变成了宽 440px 高 240px。

.demo {
    background-size: 200% 200%;
}

同一个渐变，在渐变框大小不同时呈现的不同效果：

220px * 120px	50px * 50px	440px * 240px

理解 1. 渐变本身是没有固有尺寸的，虽然渐变框有具体大小

要想指定一个渐变效果，只需定义这三个元素，即可：

• 渐变线（gradient line）
• 渐变线上的起始点（starting point）和结束点（ending point）
• 在起始点和结束点上的颜色值

这样，颜色就会平滑地填充渐变线上的其余部分。

不同的渐变类型，会定义如何使用渐变线上的颜色们来生成实际的渐变。

渐变类型，在几何上，可以是：

• 线段（line）：对应 CSS 的线性渐变（linear gradient）
• 射线（ray）：对应 CSS 的径向渐变（radial gradient）
• 螺旋（spiral）：对应 CSS 的圆锥渐变（conic gradient）

理解 2. 渐变三元素：渐变线、起始点和结束点、颜色序列

[anjia]

本篇文章，先只聊最直观的线性渐变。

线性渐变

线性渐变就是指定一条直直的渐变线，然后再在这条线上放置几种颜色。在这种渐变类型下，创建 2D 图像的过程是：创建一个“无限”画布，用垂直于渐变线的线条来填充它，线条的颜色就取它和渐变线交点的那个颜色。

这里的“无限”是指渐变是可以无限大的，因为它本身是没有固有尺寸的。
之所以加引号“”，是因为在实际绘制中，渐变必然是被限制在一个有具体大小的渐变框里。

用一个例子来理解线性渐变创建 2D 图像的过程。

.demo {
    width: 200px; height: 100px; padding: 10px;

    /* 线性渐变，颜色依次是：深粉色、黄色、柠檬绿*/
    background-image: linear-gradient(0deg, deeppink, yellow, lime);
}

以上代码绘制出来的效果，如下。图中，蓝色标出的就是渐变线，它通过渐变框的中心。

三条横线是参考线，可忽略

整个渐变图像是画了无数条垂直于渐变线的线条而成的。在脑补这个绘制过程时，我又冒出了两个问题：

• 渐变线上的颜色，生成规则是什么样子的？
• 渐变线本身，是怎么确定的？

这，就需要从线性渐变的定义说起。

语法

线性渐变的语法是：

linear-gradient() = linear-gradient(
    [ <angle> | to <side-or-corner> ]?,
    <color-stop-list>
)

<side-or-corner> = [left | right] || [top | bottom]

linear-gradient()函数有两个参数：

1. 第一个参数定义了渐变线。它给出了渐变线的方向，缺省是to bottom。
2. 第二个参数定义了渐变线上的颜色序列。

渐变线的方向

渐变线的方向，可以用两种方式来指定：

• 用<angle>：0deg 即向上，正数表示顺时针方向旋转，所以 90deg 即向右。
• 用关键字
  • to top, to right, to bottom, to left，对应到<angle>分别是 0deg, 90deg, 180deg, 270deg
  • to left top 则是指渐变框的左上角

在渐变框的中心点处，建立平面极坐标系：中心点是极点，向上的射线是极轴。

当渐变线的方向分别是 0deg、60deg、300deg 时，效果依次是：

颜色序列均是：深粉色、黄色、柠檬绿

0deg	60deg	300deg

起始点和结束点，都在渐变线上。

结束点位置的确定，是依据渐变方向，选择和它在同一个象限的渐变框的顶点，从它作一条垂直于渐变线的线，交点即结束点。同理，在相反方向上可确定起始点的位置。

理解 3. 结束点和起始点的位置确定规则

值得一提的是，当渐变线的方向是指向渐变框的某个角（corner）时，情况会稍稍复杂一些。比如，当渐变方向是to left top时，如下图：

第一反应，有没有觉得很奇怪？明明指定的渐变方向是to left top，为什么渐变线的方向却不是指向left top的呢？其实，这是有意为之的，是为了保证让渐变颜色的 50% 处恰好通过left bottom和right top这两点。

所以，当渐变方向是指向特定角（eg. to left top）时，渐变线的方向是：在渐变框的中心点处，做一条垂直于相邻角（left bottom和right top）连线的直线，取与指定方向（to left top）象限相同的那个方向。

理解 4. 渐变线方向的两种指定方式，esp.当指向 corner 的时候

[anjia]

渐变线上的颜色序列

渐变线上的颜色序列是用<color-stop-list>指定的。它的语法是：

<color-stop-list> = <color-stop>#{2,}

<color-stop> = <color> <length-percentage>?

颜色的个数必须大于等于 2 个。<color-stop> 是颜色和位置的组合

这里，需要注意两点：

1. <length-percentage>的百分比，是针对渐变线的长度计算的
   • 渐变线的长度，是起始点和结束点之间的线段的长度
   • 它的计算公式是：abs(W * sin(A)) + abs(H * cos(A))
     • A 是渐变线的方向的角度
     • W 是渐变框的宽度
     • H 是渐变框的高度
   • 对其计算公式的推导感兴趣的朋友可以阅读 Dig deep into CSS linear gradients
2. <length-percentage>的取值，可以是 [0%, 100%] 之外的值
   • 原因：渐变本身是没有固有尺寸的，渐变线的两端也是可以无限延伸的
   • 起始点和结束点，只是渐变线上的两个有特殊意义的位置标识，而已

对于“颜色位置”的实例，这里就不展开讲了。有兴趣的朋友可以自行实践

理解 5. 颜色序列的颜色位置，取值可以在区间 [0%, 100%] 之内，也可以在其之外

[anjia]

总结

关于线性渐变，理解这五点：

1. 渐变本身是没有固有尺寸的，虽然渐变框有具体大小
2. 渐变三元素：渐变线、起始点和结束点、颜色序列
3. 渐变线方向的两种指定方式，esp.当指向 corner 的时候
4. 起始点和结束点的位置确定规则
5. 颜色序列的颜色位置，取值可以在区间 [0%, 100%] 之内，也可以在其之外

参考及更多

• https://drafts.csswg.org/css-images-3
• https://codepen.io/thebabydino/pen/qgoBL

[zhanghe-V]

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