Color.js 项目中 OkLrCH 色彩空间的插值优化

在色彩科学和前端开发领域，Color.js 是一个功能强大的 JavaScript 库，用于处理各种色彩空间转换和操作。近期，开发者在使用该库进行色彩插值（interpolation）时发现了一个值得关注的问题：在使用 OkLCH 色彩空间进行 steps() 插值操作时，低亮度区域的色彩表现会显得过于暗淡。

问题背景

OkLCH 是基于 Oklab 色彩空间的极坐标表示法，类似于 LCH 与 Lab 的关系。它由三个分量组成：

• L：亮度（Lightness）
• C：色度（Chroma）
• H：色相（Hue）

在实际应用中，当开发者尝试使用 OkLCH 空间生成色彩渐变（shades）时，特别是在低亮度区域，色彩过渡会出现不自然的暗沉现象。这与人类视觉感知的亮度非线性特性有关。

技术解决方案

Color.js 的核心开发者提出了几种解决方案：

1. 使用 Lab 亮度替代：通过将色彩转换到 Lab 空间，仅对其亮度分量进行插值，然后映射回 OkLCH 空间。这种方法利用了 Lab 空间更符合人类视觉感知的亮度特性。

2. OkHSL 空间应用：Color.js 即将发布的版本中包含 OkHSL 色彩空间，它已经实现了亮度调整函数（toe/toeInv），可以将中间灰度与 Lab 的中间灰度对齐。

3. 新增 OkLrCH 空间：最彻底的解决方案是引入 OkLrCH 色彩空间，其中 Lr 代表经过调整的亮度分量。这个调整函数来自 Oklab 创建者提出的新亮度估计方法，能够提供更接近 Lab 的亮度感知特性。

实现细节

开发者可以通过以下方式在现有代码中实现亮度优化：

// 使用Lab亮度进行插值的实现示例
function interpolateWithLabLightness(color1, color2, steps) {
    const oklch1 = color1.to('oklch');
    const oklch2 = color2.to('oklch');
    const lab1 = color1.to('lab').set({'a': 0, 'b': 0});
    const lab2 = color2.to('lab').set({'a': 0, 'b': 0});
    const colors = oklch1.steps(oklch2, {space: 'oklch', steps: steps});
    return lab1.steps(lab2, {space: 'lab', steps: steps}).map((lab, i) => {
        return colors[i].set('l', lab.to('oklab').l);
    });
}

色彩空间选择建议

对于不同的应用场景，开发者可以考虑以下策略：

1. 保持色相一致：当色彩变化需要保持色相稳定时，优先选择极坐标色彩空间（如 OkLCH 或 LCH）。

2. 亮度感知均匀：当需要符合人类视觉感知的均匀亮度变化时，可以考虑使用 Lab 亮度分量或等待 OkLrCH 的实现。

3. 综合考量：对于复杂的色彩渐变需求，可以组合使用不同色彩空间的优势，如在极坐标空间处理色相和色度，在直角坐标空间处理亮度。

未来发展方向

Color.js 项目计划在后续版本中正式添加 OkLrCH 色彩空间支持，这将为开发者提供更专业的工具来处理色彩渐变中的亮度问题。同时，项目也意识到需要完善文档，帮助开发者更好地理解各种色彩空间的特性及其适用场景。

色彩科学是一个复杂而精妙的领域，Color.js 通过不断完善的色彩空间支持，为前端开发者和设计师提供了强大的色彩处理能力。理解不同色彩空间的特性，将有助于开发者创造出更符合人类视觉感知的优秀设计。