CSS实现长宽比的几种方案

长宽比故事

长宽比在影视制作中又被称之为宽高比，指的是一个视频的宽度除以它的高度所得到的比例，通常表示为x:y或x×y，其中的冒号和叉号表示中文的“比”之意。目前，在电影工业中最常被使用的是anamorphic比例（即2.39:1）。传统的4:3仍然被使用于现今的许多电视画面上，而它成功的后继规格16:9则被用于高清晰度电视或数字电视上。常见的比例：

有关于长宽比更多的介绍可以阅读Wiki上的Aspect ration一文。

HTML结构

使用CSS实现容器长宽比，常见的HTML模板结构有两种：

<div class="aspectration" data-ratio="16:9">
    <div class="content"></div>
</div>

另外一种结构是：

<div class="aspectration" data-ratio="16:9">
</div>

具体使用的时候，根据自己使用场景采用不同的结构。

CSS实现长宽比例方案

前面也提到过了，使用CSS实现长宽比方案有多种，下面简单的罗列一下这些方案。不过每种方案都不会详细介绍，因为代码非常简单，看一眼代码就能明白其中原理。

垂直方向的padding

这是最早提出的一种实现方案，主要借助的原理是利用padding-top或者padding-bottom的百分比值，实现容器长宽比。在CSS中padding-top或padding-bottom的百分比值是根据容器的width来计算的。如此一来就很好的实现了容器的长宽比。采用这种方法，需要把容器的height设置为0。而容器内容的所有元素都需要采用position:absolute，不然子元素内容都将被padding挤出容器（造成内容溢出）。

比如我们容器的长宽比是16:9，那么根据计算：100% * 9 / 16可以得到56.25%。如果你希望的是4:3，那么对应的就是100% * 3 / 4。

具体的CSS代码如下：

.aspectration {
    position: relative; /*因为容器所有子元素需要绝对定位*/
    height: 0; /*容器高度是由padding来控制，盒模型原理告诉你一切*/
    width: 100%; 
}

.aspectration[data-ratio="16:9"] {
    padding-top: 56.25%;
}

.aspectration[data-ratio="4:3"]{
    padding-top: 75%;
}

通过通配符*选择器，让其子元素的宽高和容器.aspectration一样大小：

.aspectration > * {
    position: absolute;
    left: 0;
    top: 0;
    width: 100%;
    height: 100%;
}

 

padding & calc()

这个方案采用的是padding和calc()配合在一起使用。其实原理和第一个方案是一样的。只不过在第一个方案中，我们每次都需要对padding的值计算，如果使用calc()可以通过浏览器直接计算出padding的百分比值。

.aspectration[data-ratio="16:9"] {
    padding-top: calc(100% * 9 / 16);
}

 

padding & CSS变量

对于变量而言，以前是其他计算器语言和CSS处理器的特性，不过值得特性的是，现在也是CSS的特性。接下来的这个方案也是基于padding原理，只不过是借助于CSS变量特性，让前面的方案变得更为灵活一些。使用CSS的变量时，可以把HTML中data-ratio去掉了。换成style="--aspect-ratio:16/9"，也可以是style="--aspect-ratio:1.4;"。同时也可以借助于第二个方案中的calc()。因为CSS的变量和calc()函数的结合是一种完美的结合。

.aspectration[style*="--aspect-ratio"] {
    padding-top: calc(100% / (var(--aspect-ratio)));
}

 

padding & 伪元素

前面的方案都是在.aspectration元素上使用padding值。但在CSS中，还可以使用CSS的伪元素::before或::after来撑开容器。

.aspectration {
    position: relative;
}

.aspectration:after {
    content: "";
    display: block;
    width: 1px;
    margin-left: -1px;
    background-color: orange;
}

.aspectration[data-ratio="16:9"]:after {
    padding-top: 56.25%;
}

.content {
    width: 100%;
    height: 100%;
    position: absolute;
    top: 0;
    left: 0;
}

 

视窗单位

CSS新特性中提供了一种新的单位vw。了解过这个单位的同学都知道，浏览器100vw表示的就是浏览器的视窗宽度(Viewport)。打个比方说，如果你的浏览器是1334px，那么对就的100vw = 1334px。这个时候也就是说1vw = 13.34px。这里的100vw也对应前面方案中的100%。这样我们就可以把前面的%单位换成vw的单位。打个比方说，16:9对应的就是100vw * 9 / 16 = 56.25vw。这个值可以用在padding-top或者padding-bottom中。但这里演示的不再是padding了，而是把这个值给height。

.aspectration[data-ratio="16:9"] {
    width: 100vw;
    height: 56.25vw;
}

 

上面的示例中width的值是30vw,那么对应的height值就是30vw * 9 / 16 = 16.875vw。

视窗单位 & CSS Grid

这是一个很有创意的解决方案，使用的都是CSS新特性：视窗单位和CSS Grid Layout。简单说一下其中的实现原理：将容器.aspectration通过display:grid声明为一个网格容器，并且利用repeat()将容器划分为横向比例，比如16，那么每一格的宽度对应的就是100vw * 9 / 16 = 6.25vw。同样使用grid-auto-rows，将其设置的值和横向的值一样。在子元素上通过grid-column和grid-row按比例合并单元格。

.aspectration {
    display: grid;
    grid-template-columns: repeat(16, 6.25vw);
    grid-auto-rows: 6.25vw;
}

.aspectration[data-ratio="16:9"] .content {
    grid-column: span 16;
    grid-row: span 9;
}

 

未来原生方案 aspect-ratio

在WICG的讨论上，有人提出来了原生的长宽比属性aspect-ratio。例如，给定一个容器元素它的width和height都设置为auto，并且aspect-ratio的值为2/1，max-height:200px。一个容器宽度为500px时，元素首先会设置width:500px，然后根据aspect-ratio比例将height设置为250px。这个时候其实违反了max-height的约束。相反，容器大小会变成height: 200px和width:400px。另外，如果元素的max-width是450px时，长宽比将会完全被忽视，因为无法满足。

如果把width设置为一个百分比，高度不设置一个固定值:

.aspectration[data-ratio="16:9"] {
    width: 100%;
    height: aspect-ratio(16/9);
}

现在讨论讨论趋势是把aspect-ratio属性值变成属性，比如：

.aspectration[data-ratio="16:9"] {
    width: 100%;
    aspect-ratio: calc(16/9);
}

到目前为止，还没有任何浏览器支持该属性，但我们可以借助PostCSS Aspect Ratio插件来实现上述的功能：

/* Input. */ 
.aspect-box {
    position: relative;
    aspect-ratio: '16:9';
}

/* Output. */
.aspect-box {
    position: relative;
    box-sizing: border-box;
} 
.aspect-box > * /* This targets .aspect-box__content */ {
    position: absolute;
    top: 0;
    right: 0;
    bottom: 0;
    left: 0;
    box-sizing: border-box;
} 
.aspect-box:before /* This pseudo element uses the padding trick to set the height. */ { 
    position: relative;
    display: block; 
    content: "";
    padding-top: 56.25%;
    box-sizing: border-box;
}