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颜色模型浅谈(四) (转)

原创 IT综合 作者:worldblog 时间:2007-12-06 09:01:24 0 删除 编辑
颜色模型浅谈(四) (转)[@more@]

三、直观颜色模型


  前面讲解的颜色模型都是基于三基色的颜色模型,现在我们来看一种比较直观的颜色模型。可能大家都画过油画或是水粉画吧?还记得我们是怎么调配颜色的吗?我们总是从颜料中选取一种我们需要的色彩,然后如果我们需要暗淡一些就往里面添点黑色,需要颜色淡一点的话就往里面加点白色。显然,这种调配的方法对于我们来说比用三基色要直观的多,相对应的,我们也可以用这种直观的模型来描述颜色。

HSV颜色模型

  这个模型中颜色的参数分别是:色彩(H),纯度(S),明度(V)。

  HSV模型的三维表示从RGB立方体演化而来。设想从RGB沿立方体对角线的白色顶点向黑色顶点观察,就可以看到立方体的六边形外形。六边形边界表示色彩,水平轴表示纯度,明度沿垂直轴测量。
见下图:

hsv.jpg (11499 bytes)
HSV六棱锥

  H参数表示色彩信息,即所处的光谱颜色的位置。该参数用一角度量来表示,红、绿、蓝分别相隔120度。互补色分别相差180度。
  纯度S为一比例值,范围从0到1,它表示成所选颜色的纯度和该颜色最大的纯度之间的比率。S=0时,只有灰度。
  V表示色彩的明亮程度,范围从0到1。有一点要注意:它和光强度之间并没有直接的联系。

RGB转化到HSV的算法

  max=max(R,G,B)
  min=min(R,G,B)

  if R = max, H = (G-B)/(max-min)
  if G = max, H = 2 + (B-R)/(max-min)
  if B = max, H = 4 + (R-G)/(max-min)

  H = H * 60
  if H < 0, H = H + 360

  V=max(R,G,B)
  S=(max-min)/max

HSV转化到RGB的算法

  if s = 0
  R=G=B=V
  else
  H /= 60;
  i = INTEGER(H)
  f = H - i
  a = V * ( 1 - s )
  b = V * ( 1 - s * f )
  c = V * ( 1 - s * (1 - f ) )
  switch(i)
  case 0: R = V; G = c; B = a;
  case 1: R = b; G = v; B = a;
  case 2: R = a; G = v; B = c;
  case 3: R = a; G = b; B = v;
  case 4: R = c; G = a; B = v;
  case 5: R = v; G = a; B = b;

  HSV对用户来说是一种直观的颜色模型。我们可以从一种纯色彩开始,即指定色彩角H,并让V=S=1,然后我们可以通过向其中加入黑色和白色来得到我们需要的颜色。增加黑色可以减小V而S不变,同样增加白色可以减小S而V不变。例如,要得到深蓝色,V=0.4 S=1 H=240度。要得到淡蓝色,V=1 S=0.4 H=240度。

  一般说来,人眼最大能区分128种不同的色彩,130种色饱和度,23种明暗度。如果我们用16Bit表示HSV的话,可以用7位存放H,4位存放S,5位存放V,即745或者655就可以满足我们的需要了。

  由于HSV是一种比较直观的颜色模型,所以在许多图像编辑工具中应用比较广泛,如Photoshop(在Photoshop中叫HSB)等等,但这也决定了它不适合使用在光照模型中,许多光线混合运算、光强运算等都无法直接使用HSV来实现。

  顺便提一下,另外一种直观颜色模型是HSL模型,该模型中前两个参数和HSV一样,而L表示亮度。它的三维表示为一双棱锥。因为用的不多,这里就不详细讲了。

 


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