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CSS filter 有什么神奇用途

Posted in HTML / CSS onMay 25, 2021

CSS filter 有什么神奇用途

背景

基本概念

CSS filter属性将模糊或颜色偏移等图形效果应用于元素形成滤镜，滤镜通常用于调整图像，背景和边框的渲染。它的值可以为 filter 函数 <filter-function> 或使用 url 添加的svg滤镜。

filter: <filter-function> [<filter-function>]* | none
filter: url(file.svg#filter-element-id)

<filter-function>可以用于 filter和backdrop-filter属性。它的数据类型由下列过滤器函数之一指定。每个函数需要一个参数，如果参数无效，则滤镜不会生效。以下是对滤镜函数含义的解释：

blur()：模糊图像
brightness() ：让图像更明亮或更暗淡
contrast()：增加或减少图像的对比度
drop-shadow()：在图像后方应用投影
grayscale()：将图像转为灰度图
hue-rotate()：改变图像的整体色调
invert()：反转图像颜色
opacity()：改变图像透明度
saturate()：超饱和或去饱和输入的图像
sepia()：将图像转为棕褐色

用法示例

/* 使用SVG filter */
filter: url("filters.svg#filter-id");
/* 使用filter函数 */
filter: blur(5px);
filter: brightness(0.4);
filter: contrast(200%);
filter: drop-shadow(16px 16px 20px blue);
filter: grayscale(50%);
filter: hue-rotate(90deg);
filter: invert(75%);
filter: opacity(25%);
filter: saturate(30%);
filter: sepia(60%);
/* 多个filter */
filter: contrast(175%) brightness(3%);
/* 不使用filter */
filter: none;
/* 全局变量 */
filter: inherit;
filter: initial;
filter: unset;

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应用案例

更加智能的阴影效果

在给元素添加阴影的时候，我们一般采用 box-shadow 属性，通过 box-shadow(x偏移, y偏移, 模糊大小, 阴影大小, 色值, inset) 的语法形式很容易为元素添加阴影效果，但 box-shadow 也有一个缺点，就是在给透明图片添加阴影效果时，无法穿透元素，只能添加到透明图片元素的盒模型上。这个时候，filter 属性的 drop-shadow 方法就能很好的解决这个问题，用它添加的阴影可以穿透元素，而不是添加到元素的盒模型边框上。

drop-shadow 添加的阴影除了可以穿透透明元素外，阴影效果和 box-shadow 是相同的，如果浏览器支持硬件加速的话，使用 filter 添加的阴影效果会更加逼真。

drop-shadow 语法如下（它除了不支持设置 inset，其他和 box-shadow 是完全相同的）：

filter: drop-shadow(x偏移, y偏移, 模糊大小, 色值);

如：

filter: drop-shadow(1px 1px 15px rgba(0, 0, 0, .5));

下图是分别使用 box-shadow 和 filter: drop-shadow 为透明元素添加阴影的对比：

CSS filter 有什么神奇用途

<img class="box-shadow" src="futurama.jpg" />
<img class="drop-shadow" src="futurama.jpg" />

.box-shadow {
  box-shadow: 1px 1px 15px rgba(0, 0, 0, .5);
}
.drop-shadow {
  filter: drop-shadow(1px 1px 15px rgba(0, 0, 0, .5));
}

元素、网页置灰

发生重大灾害事故或其他哀悼日时，国企政府网站往往有网页全部置灰的需求。或者很多网页中有鼠标 hover 悬浮到灰色元素上时变成彩色的样式效果。此时就可以使用 filter 属性的 grayscale 方法实现，它可以调整元素灰度，通过给页面元素设置 filter: grayscale(100%) 就可将页面元素置灰。以下示例中，body 标签下有 h1 和 img 标签，未添加 filter 样式前如下所示。

<body>
  <h1 class="title">FUTURAMA</h1>
  <img class="img" width="500" src="./images/futurama.jpg" />
</body>

CSS filter 有什么神奇用途

现在我们给 body 元素添加一个 .gray 类，<body> 就可实现整个网页置灰效果。

.gray {
  filter: grayscale(100%);
}

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为了兼容 IE8 等其他低版本浏览器，我们可以加上浏览器前缀和 svg 滤镜。?

.gray {
  -webkit-filter: grayscale(1);
  -webkit-filter: grayscale(100%);
  -moz-filter: grayscale(100%);
  -ms-filter: grayscale(100%);
  -o-filter: grayscale(100%);
  filter: url("data:image/svg+xml;utf8,<svg xmlns=\'http://www.w3.org/2000/svg\'><filter id=\'grayscale\'><feColorMatrix type=\'matrix\' values=\'0.3333 0.3333 0.3333 0 0 0.3333 0.3333 0.3333 0 0 0.3333 0.3333 0.3333 0 0 0 0 0 1 0\'/></filter></svg>#grayscale");
  filter: progid:DXImageTransform.Microsoft.BasicImage(grayscale=1);
  filter: grayscale(100%);
}

在做紧急置灰网页需求时，上线一段时间往往需要撤掉这个功能，我们还可以在首次上线时添加以下类似的方法，来控制置灰效果的自动上下线时间，这样到达预定时间就可自动撤去，不用走两次施工流程。?

(function setGray() {
  var endTime = Date.parse("Apr 06 2077 00:00:01");
  var timestamp = Date.parse(new Date());
  if (timestamp <= endTime) {
    document.querySelector('html').classList.add('gray');
  }
})();

元素强调、高亮

brightness 方法实现元素高亮的效果，可以应用到菜单栏、图片列表 hover 效果，来强调鼠标当前悬浮或选中的内容。下面是对一组按钮菜单栏添加 brightness 和 saturate 两个方法，通过改变亮度和饱和度来高亮元素。

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<div class="container">
  <a class="button">?</a>
  <a class="button">?</a>
  <a class="button">?</a>
  <a class="button dark">?</a>
  <a class="button dark">?</a>
  <a class="button dark">?</a>
  <a class="button disabled">?</a>
  <a class="button disabled">?</a>
  <a class="button disabled">?</a>
</div>

.container {
  margin: 40px;
}
.button {
  padding: 0.5em 0.5em;
  background: #E0E0E0;
  border-radius: 3px;
}
.button.dark {
  background: #333;
}
.button:hover:not(.disabled) {
  cursor: pointer;
  border-radius: 3px;
  filter: brightness(110%) saturate(140%);
}
.button.disabled {
  filter: grayscale(100%);
}

毛玻璃效果

毛玻璃（Frosted glass）效果，顾名思义就是类似半透明毛玻璃的效果，在 iOS 系统、Windows 10 等系统 UI 中有广泛应用，使用毛玻璃效果可以增强视觉体验。在 《CSS揭秘》 等著作中也有系统讲解，下面是我对分别使用 filter: blur 和 backdrop-filter: blur两种方法实现这种效果的总结。

有两个含有相同类名 glass 的 div 元素，它们分别被添加两个类 glass-by-filter 和 glass-by-backdrop-filter 来区分两种方法。

<div class="glass glass-by-filter"></div>
<div class="glass glass-by-backdrop-filter"></div>

通用样式，设置毛玻璃元素的大小、圆角等基本样式：

.glass {
  height: 300px;
  width: 300px;
  border: 1px groove #EFEFEF;
  border-radius: 12px;
  background: rgba(242, 242, 242, 0.5);
  box-shadow: 0 0.3px 0.7px rgba(0, 0, 0, 0.126),
    0 0.9px 1.7px rgba(0, 0, 0, 0.179), 0 1.8px 3.5px rgba(0, 0, 0, 0.224),
    0 3.7px 7.3px rgba(0, 0, 0, 0.277), 0 10px 20px rgba(0, 0, 0, 0.4);
}

filter: blur 方法，给元素添加了一个 ::before 伪类设置 blur 方法并将其置于底层实现毛玻璃效果。

.glass-by-filter {
  z-index: 1;
  box-sizing: border-box;
  position: relative;
}
.glass-by-filter::before {
  content: "";
  position: absolute;
  top: 0; right: 0; bottom: 0; left: 0;
  z-index: -1;
  background: inherit;
  filter: blur(10px);
}

backdrop-filter: blur 直接在元素上添加 blur 方法实现毛玻璃效果。

.glass-by-backdrop-filter {
  backdrop-filter: blur(10px);
}

实现效果如下图所示（左：filter、右：backdrop-filter）：

CSS filter 有什么神奇用途

阅读扩展：毛玻璃边框效果：https://css-tricks.com/blurred-borders-in-css
CSS filter 有什么神奇用途

艺术照！甚至可以实现简易版 insatagram

复古、版画、油画、漫画、液化、老照片、性冷淡、莫兰迪、赛博朋克、旺达幻视风格通通都可以实现！

通过结合使用 filter 的所有方法，可以搭配出任意自己想要的效果。以下是一个简单的 filter 方法调节器，可以调整每个方法的值，同时实时展示图片的滤镜效果。如下图所示。

CSS filter 有什么神奇用途

页面主要代码如下，控制区 #imageEditor 是一个 form 表单，表单每一行分别控制一种filter方法的值，展示区 #imageContainer 内部包含一个 img 元素，产生的 filter 滤镜作用在该元素上。

<form id="imageEditor">
  <p>
    <label for="gs">Grayscale</label>
    <input id="gs" name="gs" type="range" min="0" max="100" value="0">
  </p>
  <p>
    <label for="blur">Blur</label>
    <input id="blur" name="blur" type="range" min="0" max="10" value="0">
  </p>
  <p>
    <label for="br">Exposure</label>
    <input id="br" name="br" type="range" min="0" max="200" value="100">
  </p>
  <p>
    <label for="ct">Contrast</label>
    <input id="ct" name="ct" type="range" min="0" max="200" value="100">
  </p>
  <p>
    <label for="huer">Hue Rotate</label>
    <input id="huer" name="huer" type="range" min="0" max="360" value="0">
  </p>
  <p>
    <label for="opacity">Opacity</label>
    <input id="opacity" name="opacity" type="range" min="0" max="100" value="100">
  </p>
  <p>
    <label for="invert">Invert</label>
    <input id="invert" name="invert" type="range" min="0" max="100" value="0">
  </p>
  <p>
    <label for="saturate">Saturate</label>
    <input id="saturate" name="saturate" type="range" min="0" max="500" value="100">
  </p>
  <p>
    <label for="sepia">Sepia</label>
    <input id="sepia" name="sepia" type="range" min="0" max="100" value="0">
  </p>
  <input type="reset" form="imageEditor" id="reset" value="Reset" />
</form>
<div id="imageContainer" class="center">
  <img src="futurama.jpg">
</div>

function editImage() {
  var gs = $("#gs").val();                // grayscale
  var blur = $("#blur").val();            // blur
  var br = $("#br").val();                // brightness
  var ct = $("#ct").val();                // contrast
  var huer = $("#huer").val();            // hue-rotate
  var opacity = $("#opacity").val();      // opacity
  var invert = $("#invert").val();        // invert
  var saturate = $("#saturate").val();    // saturate
  var sepia = $("#sepia").val();          // sepia
  $("#imageContainer img").css(
    "filter", 'grayscale(' + gs+
    '%) blur(' + blur +
    'px) brightness(' + br +
    '%) contrast(' + ct +
    '%) hue-rotate(' + huer +
    'deg) opacity(' + opacity +
    '%) invert(' + invert +
    '%) saturate(' + saturate +
    '%) sepia(' + sepia + '%)'
  );
  $("#imageContainer img").css(
    "-webkit-filter", 'grayscale(' + gs+
    '%) blur(' + blur +
    'px) brightness(' + br +
    '%) contrast(' + ct +
    '%) hue-rotate(' + huer +
    'deg) opacity(' + opacity +
    '%) invert(' + invert +
    '%) saturate(' + saturate +
    '%) sepia(' + sepia + '%)'
  );
}
// 当input值发生变化时即时应用滤镜
$("input[type=range]").change(editImage).mousemove(editImage);

现在只是实现了滤镜的实时预览，后续待实现功能包括支持复杂的 svg 滤镜模版、导出下载等，完成这些步骤，以后照片添加滤镜再也不用下载其他 APP? 了。实例完整版代码：https://codepen.io/dragonir/pen/abJmqxM

节省空间，提高网页加载速度

实践证明，同一图片减小亮度和对比度及色相饱和度之后的体积与原图相比，可以减小很大一部分体积空间 2M 左右的图片经过弱化后保存，就可以压缩到 1M 左右。在网页中我们可以使用经过 弱化 的图片，然后通过 CSS filter 将其还原。这样就可以达到压缩资源体积，提升网页加载速度、提高用户体验的目的。

具体操作可阅读以下教程：

对比度交换技术：使用 CSS filter 提高图像性能 https://css-tricks.com/contrast-swap-technique-improved-image-performance-css-filters

兼容性

从 caniuse 查询结果可以看出，css filter 属性在现代浏览器中的支持性已经很好了，除了 IE 浏览器之外，其他浏览器中大多可以正常使用，必要时可添加浏览器内核前缀。但是官网也有以下3个issue 提示，相信后续随着浏览器的升级，这些问题也会被逐步修复：

在 Safari 浏览器中，如果子元素具有动画效果，则不会被应用滤镜。
目前没有浏览器支持 drop-shadow 滤镜的 spread-radius 方法。
在 Edge 浏览器中如果元素或子元素被设置了 负值z-index，则无法应用滤镜。

CSS filter 有什么神奇用途

总结

本篇文章只是简单列举了几种使用 CSS filter 常用的页面效果，其实 filter 的每一种内置方法都可以有无限可能的扩展应用，如 invert 反转色同样也可以应用到 hover 效果上、调整网页sepia 褐色值可以实现护眼效果等。只要发挥想象力和创造力，filter 都可以在实践中得到很好的应用。

以下一些例子就是很好的应用，大家有兴趣可以拓展阅读学习：

毛玻璃效果 https://codepen.io/KazuyoshiGoto/pen/nhstF

破碎玻璃效果 https://codepen.io/bajjy/pen/vwrKk

使用filter实现的hover效果 https://codepen.io/nxworld/details/ZYNOBZ

反色按钮 https://codepen.io/monkey-company/pen/zZZvRp

老照片 https://codepen.io/dudleystorey/pen/pKoqa

高级版filter编辑器：https://codepen.io/stoumann/pen/MWeNmyb

最后附上一张用上面滤镜编辑器调出来的 复古莫兰迪色性冷淡油画效果 滤镜图片。（哇塞，这也太哇塞了吧，CSS 绝绝子 yyds?）

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