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目錄
SVG和CSS打造逼真云朵效果
從基礎(chǔ)開始
瞧!
實(shí)驗(yàn)feDisplacementMapscale屬性
修改box-shadowblur
使用圖層表達(dá)深度
使用numOctaves添加細(xì)節(jié)
結(jié)果如下
使用seed屬性實(shí)現(xiàn)無限變化
天馬行空
成就解鎖!涅菲勒云朵生成器
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用SVG和CSS繪制逼真的云

Apr 20, 2025 am 10:44 AM

SVG和CSS打造逼真云朵效果

Drawing Realistic Clouds with SVG and CSS

希臘神話中,宙斯創(chuàng)造了云仙女涅菲勒。和其它希臘神話一樣,這個(gè)故事相當(dāng)離奇。這里是一個(gè)簡短且合適的版本:

傳說中,涅菲勒是宙斯以自己美麗妻子的形象創(chuàng)造的。一位凡人邂逅涅菲勒,愛上了她,他們一起……最終,不可思議的是,這朵云誕下了半人半馬的半人馬嬰兒。

很奇怪,對吧?我個(gè)人也無法理解。幸運(yùn)的是,在瀏覽器中創(chuàng)建云朵的過程要簡單得多,也正經(jīng)得多。

最近,我發(fā)現(xiàn)開發(fā)者Yuan Chuan實(shí)現(xiàn)了代碼生成的、逼真的云朵效果。對我來說,這種在瀏覽器中實(shí)現(xiàn)的效果曾經(jīng)是神話故事。

只需瀏覽一下這個(gè)示例代碼,我們就能想象到,通過使用帶有<filter></filter>元素(包含兩個(gè)SVG濾鏡)的CSS box-shadow,可以實(shí)現(xiàn)令人信服的單個(gè)云朵效果。

我們想要的逼真效果是通過feTurbulencefeDisplacementMap的巧妙結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。這些SVG濾鏡功能強(qiáng)大、復(fù)雜且提供了非常令人興奮的功能(包括一個(gè)奧斯卡獲獎(jiǎng)算法?。?。然而,其底層復(fù)雜性可能會讓人望而生畏。

雖然SVG濾鏡的物理原理超出了本文的范圍,但在MDN和w3.org上提供了大量的文檔。關(guān)于feTurbulencefeDisplacementMap的非常有益的頁面是免費(fèi)提供的(并且作為這本精彩書籍的一個(gè)章節(jié))。

在本文中,我們將專注于學(xué)習(xí)如何使用這些SVG濾鏡來獲得驚人的效果。我們不需要深入了解幕后算法的運(yùn)作方式,就像藝術(shù)家不需要了解顏料的分子結(jié)構(gòu)就能渲染出令人驚嘆的風(fēng)景一樣。

相反,讓我們密切關(guān)注幾個(gè)對在瀏覽器中繪制令人信服的云朵至關(guān)重要的SVG屬性。使用這些屬性,我們可以將這些強(qiáng)大的濾鏡運(yùn)用自如,并學(xué)習(xí)如何在自己的項(xiàng)目中精確地自定義它們。

從基礎(chǔ)開始

CSS box-shadow屬性有五個(gè)值得關(guān)注的值:

<code>box-shadow: <offsetx><offsety><blurradius><spreadradius><color>;</color></spreadradius></blurradius></offsety></offsetx></code>

讓我們將這些值調(diào)高(可能高于任何理智的開發(fā)者會使用的值),這樣陰影本身就會成為舞臺上的一個(gè)角色。

<code>#cloud-square {
  background: turquoise;
  box-shadow: 200px 200px 50px 0px #000;
  width: 180px;
  height: 180px;
}

#cloud-circle {
  background: coral;
  border-radius: 50%;
  box-shadow: 200px 200px 50px 0px #000;
  width: 180px;
  height: 180px;
}</code>

你玩過或者見過影子戲嗎?

就像用手改變形狀來改變陰影一樣,我們HTML中的“源形狀”可以移動(dòng)和變形來移動(dòng)和改變在瀏覽器中渲染的陰影的形狀。box-shadow復(fù)制了原始大小和border-radius上的“變形”功能。SVG濾鏡同時(shí)應(yīng)用于元素及其陰影。

<code><svg height="0" width="0"><filter><feturbulence basefrequency=".01" numoctaves="10" type="fractalNoise"></feturbulence><fedisplacementmap in="SourceGraphic" scale="10"></fedisplacementmap></filter></svg></code>

這是我們目前SVG的標(biāo)記。它不會渲染,因?yàn)槲覀冞€沒有定義任何視覺效果(更不用說零寬度和高度了)。它的唯一目的是保存一個(gè)濾鏡,我們將這個(gè)濾鏡提供給我們的SourceGraphic(也就是我們的<div>)。我們的源<code><div>及其陰影都由濾鏡獨(dú)立扭曲。我們將添加必要的CSS規(guī)則,使用其ID將HTML元素(<code>#cloud-circle)鏈接到SVG濾鏡:

<code>#cloud-circle {
  filter: url(#filter);
  box-shadow: 200px 200px 50px 0px #fff;
}</code>

瞧!

好吧,承認(rèn)吧,添加SVG濾鏡相當(dāng)不起眼。

別擔(dān)心!我們只是觸及了表面,還有很多好東西要看。

實(shí)驗(yàn)feDisplacementMapscale屬性

對這個(gè)屬性進(jìn)行一些非科學(xué)的實(shí)驗(yàn)可以產(chǎn)生戲劇性的效果。目前,讓我們保持feTurbulence中的所有值不變,只需調(diào)整DisplacementMapscale屬性。

隨著scale值的增加(以30為增量),我們的源<div>會發(fā)生扭曲,并投射出陰影來反映云朵在天空中的隨機(jī)形態(tài)。 <pre class="brush:php;toolbar:false">&lt;code&gt;&lt;fedisplacementmap in=&quot;SourceGraphic&quot; scale=&quot;180&quot;&gt;&lt;/fedisplacementmap&gt;&lt;/code&gt;</pre> <p>好了,我們有所進(jìn)展!讓我們稍微改變一下顏色,以產(chǎn)生更令人信服的云朵效果,并增強(qiáng)效果。</p> <pre class="brush:php;toolbar:false">&lt;code&gt;body { background: linear-gradient(165deg, #527785 0%, #7FB4C7 100%); } #cloud-circle { width: 180px; height: 180px; background: #000; border-radius: 50%; filter: url(#filter); box-shadow: 200px 200px 50px 0px #fff; }&lt;/code&gt;</pre> <p>現(xiàn)在我們更接近逼真的云朵效果了!</p> <h3 id="修改-code-box-shadow-code-的-code-blur-code-值">修改<code>box-shadowblur

下面的圖像系列顯示了blur值對box-shadow的影響。在這里,blur值以10像素為增量增加。

為了使我們的云朵具有一些積云般的效果,我們可以稍微加寬我們的源<div>。 <pre class="brush:php;toolbar:false">&lt;code&gt;#cloud-circle { width: 500px; height: 275px; background: #000; border-radius: 50%; filter: url(#filter); box-shadow: 200px 200px 60px 0px #fff; }&lt;/code&gt;</pre> <p>等等!我們加寬了源元素,現(xiàn)在它擋住了我們稱之為云朵的白色陰影。讓我們將陰影“重新投射”到更遠(yuǎn)的距離,這樣我們的云朵就不會被源圖像遮擋。(可以想象一下,將你的手從墻上移開,這樣就不會擋住影子戲的視線。)</p> <p>這可以通過一些CSS定位輕松實(shí)現(xiàn)。<code><div>是云朵的父元素,默認(rèn)情況下是靜態(tài)定位的。讓我們用一些絕對定位將我們的源<code><div>“塞”起來并移出文檔流。最初,這也會重新定位我們的陰影,因此我們還需要增加陰影與元素的距離,并稍微調(diào)整元素的位置。 <pre class="brush:php;toolbar:false">&lt;code&gt;#cloud-circle { width: 500px; height: 275px; background: #000; border-radius: 50%; filter: url(#filter); box-shadow: 400px 400px 60px 0px #fff; /* 增加陰影偏移量 */ position: absolute; /* 將父元素移出文檔流 */ top: -320px; /* 向下移動(dòng) */ left: -320px; /* 向右移動(dòng) */ }&lt;/code&gt;</pre> <p>是的!我們已經(jīng)得到了一個(gè)相當(dāng)令人信服的云朵。</p> <p>渲染到瀏覽器中的圖像對云朵的描繪相當(dāng)不錯(cuò)——但是,我不確定……這朵云真的能體現(xiàn)云仙女涅菲勒嗎?我相信我們可以做得更好!</p> <h3 id="使用圖層表達(dá)深度">使用圖層表達(dá)深度</h3> <p>這就是我們想要的:</p> <p>從這張照片中云朵的深度、紋理和豐富性來看,有一點(diǎn)很清楚:宙斯上過美術(shù)學(xué)校。至少,他一定讀過《設(shè)計(jì)的普遍原則》,其中闡述了一個(gè)強(qiáng)大而看似普通的概念:</p> <blockquote> <p>[…] 照明偏差在深度和自然感的解釋中起著重要作用,并且可以通過設(shè)計(jì)師以各種方式進(jìn)行操作……使用光暗區(qū)域之間的對比度來改變深度的外觀。</p> </blockquote> <p>這段話為我們提供了一個(gè)線索,說明我們?nèi)绾尾拍艽蟠蟾倪M(jìn)我們自己生成的云朵代碼。我們可以通過將不同形狀、大小和顏色的圖層堆疊在一起,來渲染出與參考圖像中的云朵高度相似的云朵。這只需要根據(jù)需要多次調(diào)用我們的濾鏡即可。</p> <pre class="brush:php;toolbar:false">&lt;code&gt;&lt;svg height=&quot;0&quot; width=&quot;0&quot;&gt;&lt;filter&gt;&lt;feturbulence basefrequency=&quot;0.012&quot; numoctaves=&quot;4&quot; type=&quot;fractalNoise&quot;&gt;&lt;/feturbulence&gt;&lt;fedisplacementmap in=&quot;SourceGraphic&quot; scale=&quot;170&quot;&gt;&lt;/fedisplacementmap&gt;&lt;/filter&gt;&lt;filter&gt;&lt;feturbulence basefrequency=&quot;0.012&quot; numoctaves=&quot;2&quot; type=&quot;fractalNoise&quot;&gt;&lt;/feturbulence&gt;&lt;fedisplacementmap in=&quot;SourceGraphic&quot; scale=&quot;150&quot;&gt;&lt;/fedisplacementmap&gt;&lt;/filter&gt;&lt;filter&gt;&lt;feturbulence basefrequency=&quot;0.012&quot; numoctaves=&quot;2&quot; type=&quot;fractalNoise&quot;&gt;&lt;/feturbulence&gt;&lt;fedisplacementmap in=&quot;SourceGraphic&quot; scale=&quot;100&quot;&gt;&lt;/fedisplacementmap&gt;&lt;/filter&gt;&lt;/svg&gt;&lt;/code&gt;</pre> <p>應(yīng)用我們的圖層將使我們有機(jī)會探索<code>feTurbulence并實(shí)現(xiàn)其多功能性。我們將選擇可用的更平滑的類型:fractalNoise,并將numOctaves調(diào)高到6。

<code><feturbulence basefrequency="n" numoctaves="6" type="fractalNoise"></feturbulence></code>

這意味著什么?現(xiàn)在,讓我們重點(diǎn)關(guān)注baseFrequency屬性。以下是我們增加n的值時(shí)得到的結(jié)果:

諸如湍流噪聲、頻率倍頻程之類的詞語可能顯得奇怪甚至令人困惑。但是別擔(dān)心!將這個(gè)濾鏡的效果比作聲波實(shí)際上是完全準(zhǔn)確的。我們可以將低頻(baseFrequency=0.001)與低沉的噪聲聯(lián)系起來,并將高頻(baseFrequency=0.1)與更高、更清晰的音調(diào)聯(lián)系起來。

我們可以看到,對于積云般的效果,baseFrequency的值可能舒適地位于~0.005和~0.01范圍內(nèi)。

使用numOctaves添加細(xì)節(jié)

遞增numOctaves允許我們以極其精細(xì)的細(xì)節(jié)來渲染圖像。這需要大量的計(jì)算,因此請注意:高值會嚴(yán)重影響性能。除非你的瀏覽器戴著頭盔和護(hù)膝,否則盡量避免提高這個(gè)值。

好消息是,我們不需要將這個(gè)值調(diào)得太高就能產(chǎn)生細(xì)節(jié)和精細(xì)度。如上圖所示,我們可以將numOctaves值設(shè)置為4或5。

結(jié)果如下

使用seed屬性實(shí)現(xiàn)無限變化

關(guān)于seed屬性有很多內(nèi)容需要說明,因?yàn)樗凳玖四缓蟀l(fā)生的魔法。但是,就我們的目的而言,seed的效用可以用四個(gè)字概括:“不同的值,不同的形狀”。

Perlin噪聲函數(shù)(前面提到過)使用此值作為其隨機(jī)數(shù)生成器的起點(diǎn)。選擇不包含此屬性將默認(rèn)seed為零。但是,如果包含此屬性,無論我們賦予seed什么值,都不需要擔(dān)心性能問題。

上面的GIF代表了seed提供的一些功能。請記住,每一朵云都是一個(gè)分層的復(fù)合云。(雖然我已經(jīng)調(diào)整了每個(gè)圖層的屬性,但我保持了它們各自的seed值一致。)

在這里,仔細(xì)觀察參考圖像,我已經(jīng)將3個(gè)云<div>(不透明度不同)疊加到一個(gè)基礎(chǔ)<code><div>上。通過反復(fù)試驗(yàn)和輸入任意<code>seed值,我最終得到了一個(gè)類似于照片中云朵形狀的形狀。

天馬行空

當(dāng)然,認(rèn)為我們繪制到瀏覽器上的<div>會優(yōu)于宙斯的涅菲勒,那將是狂妄自大。然而,我們能夠從CSS和SVG濾鏡中挖掘出越多的奧秘,我們就越有能力創(chuàng)造出視覺上令人驚嘆的東西,并且與雷神最初的創(chuàng)造高度相似。然后,我們可以繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)! <p>反射霧氣</p> <p>高層卷云</p> <p>在本文中,我們只是涉足了一個(gè)充滿力量和復(fù)雜性的海洋。SVG濾鏡通??雌饋砹钊瞬恢肭译y以接近。</p> <p>然而,就像A Single Div項(xiàng)目中的示例或Diana Smith的繪畫技巧一樣,一種輕松愉快的實(shí)驗(yàn)方法總是會帶來驚人的結(jié)果!</p> <h4 id="成就解鎖-涅菲勒云朵生成器">成就解鎖!涅菲勒云朵生成器</h4> <p>我相信你們很多人很樂意深入了解制作云朵所需的所有技術(shù)細(xì)節(jié),但可能更喜歡一些更方便在項(xiàng)目中使用云朵的方法。我開發(fā)了一個(gè)小工具來幫助生成云朵并實(shí)驗(yàn)形狀和變化。</p> <p>生成云朵!</p> <p>有任何問題、建議或意見?請?jiān)赥witter上聯(lián)系我,或在此帖中發(fā)表評論。</p> <p><small>非常感謝Amelia Bellamy-Royds對本文提出的寶貴建議。</small></p> </div>

以上是用SVG和CSS繪制逼真的云的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章!

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