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在平时，我十分喜爱利用 CSS 去构建一些有意思的图形。
咱们首先来看一个简略的例子。首先，假如咱们实现一个 10×10 的格子：
此时，咱们能够利用一些随机成果，优化这个图案。譬如，咱们给它随机增加不同的色彩：
尽管利用了随机，随机填充了每一个格子的色彩，看着有那么点意思，然而这只是一幅横七竖八的图形，并没有什么艺术感。
这是为什么呢？因为这里的随机属于齐全随机，属于一种白噪声。
什么是白噪声？
噪声（Noise）实际上就是一个随机数生成器。
那么，什么是 白噪声 呢？如果从程序员的角度去了解的话，能够了解为咱们在 JavaScript 中应用的 random() 函数，生成的数大抵在 0~1 内是齐全随机的。
而噪声的根底是随机数，譬如咱们给上述的图形每一个格子增加了一个随机色彩，失去的就是一幅横七竖八的图形块，没有太多美感可言。
白噪声或白杂讯，是一种功率谱密度为常数的随机信号。换句话说，此信号在各个频段上的功率谱密度是一样的，因为白光是由各种频率（色彩）的单色光混合而成，因此此信号的这种具备平坦功率谱的性质被称作是“红色的”，此信号也因而被称作白噪声。
因为，利用白噪声产生的图形，看起不天然，也不太具备美感。
察看现实生活中的天然噪声，它们不会长成下面的样子。例如木头的纹理、山脉的起伏，它们的形态是趋于分形态（fractal）的，即蕴含了不同水平的细节，这些随机的成分并不是齐全独立的，它们之间有肯定的关联。和显然，白噪声没有做到这一点。
柏林噪声
这样，咱们就自然而然的引入了 柏林噪声。
Perlin 噪声 (Perlin noise) 指由 Ken Perlin 创造的天然噪声生成算法。
在介绍它之前，咱们先看看，上述的图形，如果咱们不应用白噪声（齐全随机），而是应用柏林噪声，会是什么样子呢？
它可能是这样：
这里我制作了一张动图，大家能够感触下，每次点击都是一次利用了柏林噪声随机，赋予每个格子不同随机色彩的后果：
能够看到，利用 柏林噪声 随机成果产生的图形，彼此之间并非毫无关联，它们之间的变动是间断的，彼此之间并没有产生跳变。这种随机成果，相似于自然界中的随机成果，譬如下面说的，木头纹理、山脉起伏的变动。
下面说的，噪声实际上就是一个随机数生成器。而这里：
- 白噪声 的问题在于，它切实太过于随机，毫无法则可言
- 而 柏林噪声 基于随机，并在此基础上利用缓动曲线进行平滑插值，使得最终失去噪声成果更加趋于天然
具体的实现形式在这里 Improved Noise reference implementation，能够看看，源码其实不是很多：
// This code implements the algorithm I describe in a corresponding SIGGRAPH 2002 paper.
// JAVA REFERENCE IMPLEMENTATION OF IMPROVED NOISE - COPYRIGHT 2002 KEN PERLIN.
public final class ImprovedNoise {static public double noise(double x, double y, double z) {int X = (int)Math.floor(x) & 255, // FIND UNIT CUBE THAT
Y = (int)Math.floor(y) & 255, // CONTAINS POINT.
Z = (int)Math.floor(z) & 255;
x -= Math.floor(x); // FIND RELATIVE X,Y,Z
y -= Math.floor(y); // OF POINT IN CUBE.
z -= Math.floor(z);
double u = fade(x), // COMPUTE FADE CURVES
v = fade(y), // FOR EACH OF X,Y,Z.
w = fade(z);
int A = p[X]+Y, AA = p[A]+Z, AB = p[A+1]+Z, // HASH COORDINATES OF
B = p[X+1]+Y, BA = p[B]+Z, BB = p[B+1]+Z; // THE 8 CUBE CORNERS,
return lerp(w, lerp(v, lerp(u, grad(p[AA], x , y , z ), // AND ADD
grad(p[BA], x-1, y , z )), // BLENDED
lerp(u, grad(p[AB], x , y-1, z ), // RESULTS
grad(p[BB], x-1, y-1, z ))),// FROM 8
lerp(v, lerp(u, grad(p[AA+1], x , y , z-1 ), // CORNERS
grad(p[BA+1], x-1, y , z-1 )), // OF CUBE
lerp(u, grad(p[AB+1], x , y-1, z-1 ),
grad(p[BB+1], x-1, y-1, z-1 ))));
}
static double fade(double t) {return t * t * t * (t * (t * 6 - 15) + 10); }
static double lerp(double t, double a, double b) {return a + t * (b - a); }
static double grad(int hash, double x, double y, double z) {
int h = hash & 15; // CONVERT LO 4 BITS OF HASH CODE
double u = h<8 ? x : y, // INTO 12 GRADIENT DIRECTIONS.
v = h<4 ? y : h==12||h==14 ? x : z;
return ((h&1) == 0 ? u : -u) + ((h&2) == 0 ? v : -v);
}
static final int p[] = new int[512], permutation[] = { 151,160,137,91,90,15,
131,13,201,95,96,53,194,233,7,225,140,36,103,30,69,142,8,99,37,240,21,10,23,
190, 6,148,247,120,234,75,0,26,197,62,94,252,219,203,117,35,11,32,57,177,33,
88,237,149,56,87,174,20,125,136,171,168, 68,175,74,165,71,134,139,48,27,166,
77,146,158,231,83,111,229,122,60,211,133,230,220,105,92,41,55,46,245,40,244,
102,143,54, 65,25,63,161, 1,216,80,73,209,76,132,187,208, 89,18,169,200,196,
135,130,116,188,159,86,164,100,109,198,173,186, 3,64,52,217,226,250,124,123,
5,202,38,147,118,126,255,82,85,212,207,206,59,227,47,16,58,17,182,189,28,42,
223,183,170,213,119,248,152, 2,44,154,163, 70,221,153,101,155,167, 43,172,9,
129,22,39,253, 19,98,108,110,79,113,224,232,178,185, 112,104,218,246,97,228,
251,34,242,193,238,210,144,12,191,179,162,241, 81,51,145,235,249,14,239,107,
49,192,214, 31,181,199,106,157,184, 84,204,176,115,121,50,45,127, 4,150,254,
138,236,205,93,222,114,67,29,24,72,243,141,128,195,78,66,215,61,156,180
};
static {for (int i=0; i < 256 ; i++) p[256+i] = p[i] = permutation[i]; }
}当然，本文不是专门来阐述 柏林噪声 如何实现的，上述代码谁看了都头大。咱们只须要晓得，咱们能够借助柏林噪声去构建更有法则的图形成果。让咱们的图形更具美感。
利用 CSS-doodle，在 CSS 中利用柏林噪声
那么，在 CSS 中咱们如何去应用 柏林噪声 呢？
一种形式是找一些现成的库，譬如 p5.js 外面的 noise 函数。
当然，这里，我习惯应用 CSS-doodle，这个 CSS 图形构建库我在多篇文章中曾经都有介绍过。
简略而言，CSS-doodle 它是一个基于 Web-Component 的库。容许咱们疾速的创立基于 CSS Grid 布局的页面，并且提供各种便捷的指令及函数（随机、循环等等），让咱们能通过一套规定，失去不同 CSS 成果。能够简略看看它的主页 — Home Page of CSS-doodle，只须要 5min 兴许就能疾速上手。
譬如上述的图形，它的全副代码：
<css-doodle grid="10x10">
:doodle {
@size: 50vmin;
gap: 1px;
}
background: hsl(@rn(255, 1, 2), @rn(10%, 90%), @rn(10%, 90%));
</css-doodle>没错，只须要这么寥寥几句，就能够勾画出这样一幅图案：
CSS Pattern — CSS Doodle
简略解释下：
css-doodle是基于 Web-Component 封装的，根本所有的代码都写在<css-doodle>标签内，当然也能够写一些原生 CSS/JavaScript 辅助- 应用
grid="10x10"即可生成一个 10×10 的 Grid 网格，再配合@size: 50vmin，示意生成一个宽高大小为50vmin的 10×10 Grid 网格布局，其中gap: 1px示意 Gird 网格布局的 gap - 最初，整个代码的外围局部即是
background: hsl(@rn(255, 1, 2), @rn(10%, 90%), @rn(10%, 90%))，这里即示意对每个 grid item 赋予背景色，其中@rn()，就是最外围的局部，利用了 柏林噪声 算法，有法则的将背景色 map 到每一个 grid 上
当然，最新的 CSS-doodle 文档上临时还查不到 @rn() function 的用法。为此我特意销假了下该库的作者袁川老师。
失去的回复是，官网近期会重构，所以目前没有更新最新的语法。同时，@rn() 的实现应用的就是 柏林噪声 的实现。同时，函数相当于是相似 p5.js 外面的 noise 函数同时做了 map，map 到后面函数参数设定的 from 到 to 范畴内。
这里的 @rn() 柏林噪声随机会依据 Grid 网格，Map 到每一个网格上，使之相邻的 Grid item 之间的值，存在肯定的关联。
举个栗子，咱们有个 10×10 的 Grid 布局，给其每个 Grid item，增加一个伪元素，伪元素的内容，应用 @r(100) 进行填充，留神，@r() 函数是没有法则的齐全随机，那么生成的数字大略是这样的：
能够看到，它们每个各自之间的数字，是齐全随机毫无关联的。
如果咱们应用有关联的柏林噪声随机呢？应用 @rn(100) 填充每个格子的话，大略是这样：
察看一下，很容易发现，相邻的盒子之间，或者多个间断的格子之间，存在肯定的关联性，这就使得，咱们利用它发明进去的图形，会具备肯定的法则。
能够简略看看源码的实现，以后，前提是你须要对 CSS-doodle 的用法有肯定的理解：
rn({x, y, context, position, grid, extra, shuffle}) {
let counter = 'noise-2d' + position;
let [ni, nx, ny, nm, NX, NY] = last(extra) || [];
let isSeqContext = (ni && nm);
return (...args) => {let {from = 0, to = from, frequency = 1, amplitude = 1} = get_named_arguments(args, ['from', 'to', 'frequency', 'amplitude']);
if (args.length == 1) {[from, to] = [0, from];
}
if (!context[counter]) {context[counter] = new Perlin(shuffle);
}
frequency = clamp(frequency, 0, Infinity);
amplitude = clamp(amplitude, 0, Infinity);
let transform = [from, to].every(is_letter) ? by_charcode : by_unit;
let t = isSeqContext
? context[counter].noise((nx - 1)/NX * frequency, (ny - 1)/NY * frequency, 0)
: context[counter].noise((x - 1)/grid.x * frequency, (y - 1)/grid.y * frequency, 0);
let fn = transform((from, to) => map2d(t * amplitude, from, to, amplitude));
let value = fn(from, to);
return push_stack(context, 'last_rand', value);
};
},语法大略是 @rn(from, to, frequency, amplitude)，其中 from、to 示意随机范畴，而 frequency 示意噪声的频率，amplitude 示意噪声的振幅。这两个参数能够了解为管制随机成果的频率和幅度。
其中 new Perlin(shuffle) 即使用到了柏林噪声算法。
Show Time
OK，上文介绍了很多与噪声和 CSS-doodle 相干的常识，上面咱们回归 CSS，回归本文的主体。
在上述图形的根底上，咱们能够再增加上随机的 scale()、以及 skew()。如果是齐全随机的话，代码是这样的：
<css-doodle grid="20">
:doodle {
grid-gap: 1px;
width: 600px; height: 600px;
}
background: hsl(@r(360), 80%, 80%);
transform:
scale(@r(1.1, .3, 3))
skew(@r(-45deg, 45deg, 3));
</css-doodle>html,
body {
width: 100%;
height: 100%;
background-color: #000;
}上述代码示意的是一个 20×20 的 Grid 网格，每个 Grid item 都设置了齐全随机的背景色、scale() 以及 skew()。当然，这里咱们用的是 @r()而不是 @rn()，每个格子的每个属性的随机，没有任何的关联，那么咱们会失去这样一幅图案：
好吧，这是什么鬼，毫无美感可言。咱们只须要在上述代码的根底上，将一般的齐全随机，改为柏林噪声随机 @rn()：
<css-doodle grid="20">
:doodle {
grid-gap: 1px;
width: 600px; height: 600px;
}
background: hsl(@rn(360), 80%, 80%);
transform:
scale(@rn(1.1, .3, 3))
skew(@rn(-45deg, 45deg, 3));
</css-doodle>此时，就能失去齐全不一样的成果：
这是因为，每个 Grid item 的随机成果，都基于它们在 Grid 布局中的地位，彼此存在关联，这就是柏林噪声随机的成果。
我能够再增加上 hue-rotate 动画：
html,
body {
width: 100%;
height: 100%;
background-color: #000;
animation: change 10s linear infinite;
}
@keyframes change {
10% {filter: hue-rotate(360deg);
}
}看看成果，并且，在 CSS-doodle 中，因为随机成果，每次刷新，都能够失去不一样的图案：
CSS Doodle – CSS Pattern2
当然，这个款式还能够搭配各式各样其余的 idea，像是这样：
CSS Doodle – CSS Pattern 3
又或者是这样：
CSS Doodle – CSS Pattern 4
emmm，又或者这样：
CSS Doodle – CSS Pattern 5
是的，咱们能够把柏林噪声随机利用在各种属性上，咱们能够放飞设想，去尝试各种不一样的搭配。上面这个，就是把柏林噪声使用在点阵定位上：
<css-doodle grid="30x30">
:doodle {
@size: 90vmin;
perspective: 10px;
}
position: absolute;
top: 0;
left: 0;
width: 2px;
height: 2px;
border-radius: 50%;
top: @rn(1%, 100%, 1.5);
left: @rn(1%, 100%, 1.5);
transform: scale(@rn(.1, 5, 2));
background: hsl(@rn(1, 255, 3), @rn(10%, 90%), @rn(10%, 90%));
</css-doodle>CodePen Demo — CSS Doodle – CSS Pattern6
亦或者配合使用在 transform: rotate() 上：
<css-doodle grid="20x5">
@place-cell: center;
@size: calc(@i * 1.5%);
:doodle {
width: 60vmin;
height: 60vmin;
}
z-index: calc(999 - @i);
border-radius: 50%;
border: 1px @p(dashed, solid, double) hsl(@rn(255), 70%, @rn(60, 90%));
border-bottom-color: transparent;
border-left-color: transparent;
transform:
rotate(@rn(-720deg, 720deg))
scale(@rn(.8, 1.2, 3));
</css-doodle>成果如下：
当然，每一次随机，都会是不一样的后果：
CodePen Demo — CSS doodle – CSS Pattern7
好吧，我集体想象力无限，大家能够自行找到任一 DEMO，Fork 后本人去尝试碰撞出不一样的火花。
最初
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