背景色千差万别,如果希望在这样复杂的背景色下显示清晰可辨的前景色(例如显示文字),那如何选择这样的前景色才能确保适用于所有的背景呢?


灰度图的心理学公式

红绿蓝三色是非常不直观的颜色表示的方法,如果不经过训练,人类几乎没有办法直接通过 RGB 的值来猜出大概的颜色来。而 HSB 是用来解决人眼感知问题的,它将颜色用色相、饱和度、明度来表示。

可是,即便是 HSB 也不能完美解决人眼的感知问题。看下图,黄色和蓝色的饱和度和明度一样,只是色相不同,你觉得哪一个颜色更亮,哪一个更暗?

黄色和蓝色的感知亮度对比

相信大家都会觉得黄色更亮,蓝色总给人一种阴暗的感觉。

所以,在饱和度和明度之外,一定还有一种人眼对亮度的感觉是与色相相关的。

我们将不同色相的颜色排成一圈,观察下哪些颜色更亮,哪些更暗:

相同饱和度明度下的不同色相

我们将上面的不同颜色直接转成灰度图像,这是最能反映人眼感知的灰度图像,它将是这样的:

不同色相给人的心里感知亮度

也就是说,不同的颜色值总能找到一个人眼感知的灰度值,这是著名的心理学公式:

灰度 = 红×0.299 + 绿×0.587 + 蓝×0.114

在灰度背景色上决定前景色

一个图像的每一个像素经过上面的公式计算得到的新的图像,即是人眼感知亮度的灰度图。

于是,当我们期望计算一个能在背景色上清晰显示的前景色时,我们可将背景颜色转换为灰度颜色,然后根据灰度程度,选取黑色或白色作为前景色。

当然,如果你喜欢,可以将一段黑色或接近于黑色的灰度色作为浅色背景的前景;将一段白色或颉俊宇白色的灰度色作为深色背景的前景。

代码实现

为了实现这个效果,我们先写一个灰度/亮度的计算函数:

/// <summary>
/// 获取一个颜色的人眼感知亮度,并以 0~1 之间的小数表示。
/// </summary>
private static double GetGrayLevel(Color color)
{
    return (0.299 * color.R + 0.587 * color.G + 0.114 * color.B) / 255;
}

然后写一个根据感知亮度计算反色的方法:

private static Color GetReverseForegroundColor(double grayLevel) => grayLevel > 0.5 ? Colors.Black : Colors.White;

于是,当我们希望计算某个背景色上一定能清晰显示的前景色时,只需要调用 GetReverseForegroundColor 即可。

测试 ForestGreen 颜色 测试 Teal 颜色 测试 YellowGreen 颜色

我封装的方便的 API

不过,总是写后台代码来计算,对于 XAML 类的程序来说还是麻烦了些,于是我写了一些用于 XAML 的标记扩展,方便让一些文字自动根据背景色改变颜色。

这是期望的最简用法:

<TextBlock Foreground="{media:LuminancedForeground}" Text="我是前景 by walterlv"/>

因为内部已经使用绑定来实现动态变化,所以,无需在颜色更改时再次更新:

支持动态的背景色

由于这份封装的 API 目前还在完善中,会经常改动,所以只贴出 GitHub 仓库地址,不放在这里:


参考资料


本文会经常更新,请阅读原文: https://walterlv.github.io/post/get-gray-reversed-color.html ,以避免陈旧错误知识的误导,同时有更好的阅读体验。

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