7章颜色空间变 Y:=1-B 2.CMY和CMYK (1)CMY→CMYK Black min( cyan, Magenta, Yellow) Cyan =(Cyan-Black)/(1-Black) (72.1-2) Magenta =(Magenta- Black)/(1-black) Yellow =(Yellow-Black)/(1-Black) (2)CMYk→CMY min(l, Cyan*(1-Black)+ black) Magenta min(1, Magenta*(1-Black)+ black) (7 Yellow min(1, Yellow*(1-Black ) black) 在有些应用软件中,上面描述的转换关系有所不同,需要参阅公司的相关文献才能明白 其原因 3.RGB和CMYK (1)RGB→CMYK B=min(1-R,1-G,1-B) C=(1-R-B)/(1-B) (72.1-3) M=(1-G-B)/(1-B) Y=(1-B-B)/1-B) (2)CMYk→RGB R=1-min(1,C°(1-B)+B) G=1-min(1,M*(1-B)+B) (7.21-3) B=1-min(1,y*(1-B)+B) 722HSV和RGB HSV(hue, saturation and value)是根据颜色的直观特性由 A R Smith在1978年创建的一 种颜色空间,也称六角锥体模型( hexcone model),如图7-02所示。在这个颜色空间中, 色调H:用角度度量,取值范围为0~360°。从红色开始按逆时针方向计算,红色为 0°,绿色为120°,蓝色为240°。它们的补色是:黄色为60°,青色为180°品红为300°。 饱和度S:取值范围为0.0~1.0 亮度值V:取值范围为0.0黑色)~1.0(白色)。 纯红色是H=0,S=1,V=1:S=0表示非彩色,在这种情况下,色调未定义。当 R,G,B和H,V的范围都是00~1.0时,这些值常用8位表示,它们的值用0~255之间的 整数
第 7 章 颜色空间变换 6 Y:=1-B; end; 2. CMY 和 CMYK (1) CMY→CMYK min( , , ) ( - ) /(1- ) ( - ) /(1- ) ( - ) /(1- ) Black Cyan Magenta Yellow Cyan Cyan Black Black Magenta Magenta Black Black Yellow Yellow Black Black = = = = (7.2.1－2) (2) CMYK→CMY min(1, (1- ) ) min(1, (1- ) ) min(1, (1- ) ) Cyan Cyan Black Black Magenta Magenta Black Black Yellow Yellow Black Black = + = + = + (7.2.1－2') 在有些应用软件中，上面描述的转换关系有所不同，需要参阅公司的相关文献才能明白 其原因。 3. RGB 和 CMYK (1) RGB→CMYK min(1- ,1- ,1- ) (1- - ) /(1- ) (1- - ) /(1- ) (1- - ) /(1- ) B R G B C R B B M G B B Y B B B = = = = (7.2.1－3) (2) CMYK→RGB R 1- min(1, *(1- ) ) 1- min(1, *(1- ) ) 1- min(1, *(1- ) ) C B B G M B B B Y B B = + = + = + (7.2.1－3') 7.2.2 HSV 和 RGB HSV(hue, saturation and value)是根据颜色的直观特性由 A. R. Smith 在 1978 年创建的一 种颜色空间, 也称六角锥体模型(hexcone model)，如图 7-02 所示。在这个颜色空间中， 色调 H ：用角度度量，取值范围为 0 o～360o。从红色开始按逆时针方向计算，红色为 0 o，绿色为 120o ,蓝色为 240o。它们的补色是：黄色为 60o，青色为 180o ,品红为 300o。 饱和度 S ：取值范围为 0.0～1.0。 亮度值 V ：取值范围为 0.0(黑色)～1.0(白色)。 纯红色是 H S V = = = 0, 1, 1 ； S = 0 表示非彩色，在这种情况下，色调未定义。当 R G B H V , , , 和 的范围都是 0.0～1.0 时，这些值常用 8 位表示，它们的值用 0～255 之间的 整数
7章颜色空间变 图7-02HsⅤ颜色空间 自从HSV颜色空间出现之后,已经出现了几种大同小异的RGB和HSV颜色空间之间 的转换算法,它们之间没有转换矩阵,但可对算法进行描述。这两个颜色空间之间的转换算 法和程序在因特网上可以找到,本节引用的算法引自 http://www.realtime.ru/wwwboard/messages/120.html 本节引用的程序引自: 1.RGB到HSV的转换 (1)RGB→HsV( Travis)算法描述 Given rgb values. find the max and min S=(max-min)/max Ifs=0.h is undefined RI=(maxR)/(max-min) Gl=(max-G)/(max-min) fr=max and G= min.H=5+Bl else ifR= max and g not=min, H=1-GI else ifG= max and b= min, H=R1+1 else ifG= max and B not=mainH=3-BI H=3+G1 H=H 60(converts to degrees so S and V lie between 0 and 1, H between 0 and 360) (2)RGB→Hsv( Foley and Van Dam)算法描述 maximum of rgb min= minimum of rgb S=(max-min)/max ifs=0.h is undefined else delta= max-min
第 7 章 颜色空间变换 7 图 7-02 HSV 颜色空间 自从 HSV 颜色空间出现之后，已经出现了几种大同小异的 RGB 和 HSV 颜色空间之间 的转换算法，它们之间没有转换矩阵，但可对算法进行描述。这两个颜色空间之间的转换算 法和程序在因特网上可以找到，本节引用的算法引自： http://www.realtime.ru/wwwboard/messages/120.html 本节引用的程序引自： http://www.cis.ksu.edu/~seteam20/ 1. RGB 到 HSV 的转换 (1) RGB→HSV (Travis)算法描述 Given RGB values, find the max and min. V = max S = (max-min) / max If S = 0, H is undefined else R1 = (max-R) / (max-min) G1 = (max-G) / (max-min) B1 = (max-B) / (max-min) if R = max and G = min, H = 5 + B1 else if R = max and G not= min, H = 1 - G1 else if G = max and B = min, H = R1 + 1 else if G = max and B not=main, H = 3 - B1 else if R = max, H = 3 + G1 else H = 5 - R1 H = H*60 (converts to degrees so S and V lie between 0 and 1, H between 0 and 360) (2) RGB→HSV(Foley and VanDam)算法描述 max = maximum of RGB min = minimum of RGB V = max S = (max - min) / max if S = 0, H is undefined, else delta = max-min
7章颜色空间变 ifR=max, H=(G-b)/delta ifG=max, H=2+(B-R)delta if B=max, H=4+(R-G)/delta H=H ifH<0,H=H+360 2.HSⅤ到RGB的转换 (1)HSV→RGB( Travis)算法描述 Convert h degrees to a hexagon section hex =H/360 main colour =int(hex) sub colour =hex .main colour 1=(1-S) var2=(1-(S* sub colour))*V var3=(1-(S *(1-sub colour)))*V the if main colour=0.R=VG=var3.B=varl if main colour=1.R=var2G=Vb=varl if main colour= 2.R=varl.G=Vb=var 3 if main colour=3.R=varl.G=var2.B=v if main colour= 4.R=var3 G= varl.B=v if main colour=5.R=Vg=varl.B= var 2 where int(x)converts x to an integer value (2)HSV→RGB( Foley andⅤ an dam)算法描述 ifs=0 and H=undefined. R=G=B=V ifH=360.H=0 H=H/60 i= floor(H) f=h-I p t=V*(1-(S*(1-f) ifi=0,R=v,G=t,B=p if i=1,R=9,G=V, B= ifi=2,R=p,G=v,B=t if i=3,R=p, G=q, B if i=4, R=t, G=p, B=V ifi=5,R=V,G=p, B=q here floor is the c floor function
第 7 章 颜色空间变换 8 if R = max, H = (G-b)/delta if G = max, H = 2 + (B-R)/delta if B = max, H = 4 + (R-G)/delta H = H*60 if H < 0, H = H + 360 2. HSV 到 RGB 的转换 (1) HSV→RGB (Travis)算法描述 Convert H degrees to a hexagon section hex = H / 360 main_colour = int(hex) sub_colour = hex - main_colour var1 = (1-S)*V var2 = (1 -(S * sub_colour)) * V var3 = (1 -(S * (1 - sub_colour))) * V then if main_colour = 0, R = V, G = var3, B = var1 if main_colour = 1, R = var2, G = V, B = var1 if main_colour = 2, R = var1, G = V, B = var3 if main_colour = 3, R = var1, G = var2, B = V if main_colour = 4, R = var3, G = var1, B = V if main_colour = 5, R = V, G = var1, B = var2 where int(x) converts x to an integer value. (2) HSV→RGB (Foley and VanDam)算法描述 if S = 0 and H = undefined, R = G = B = V if H = 360, H = 0 H = H / 60 i = floor(H) f = H - I p = V*(1-S) q = V*(1-(S*f)) t = V*(1 - (S * (1-f))) if i = 0, R = v, G = t, B = p if i = 1, R = q, G = v, B = p if i = 2, R = p, G = v, B = t if i = 3, R = p, G = q, B = v if i = 4, R = t, G = p, B = v if i = 5, R = v, G = p, B = q where floor is the C floor function
7章颜色空间变 7.23 HSL/HSB和RGB HSL(hue, saturation and lightness)/HSB(hue, saturation and brightness颜色空间用于定义 台式机图形程序中的颜色,而且它们都是利用三条轴定义颜色。HSL与HSⅤ很相似,都是 用六角形锥体表示颜色。与HSV相比,HSL采用光亮度( lightness)作坐标,而HSⅤ采用亮 度( luminance)作标准值,而且HSL颜色饱和度最高时的光亮度L定义为0.5,而HSV颜色 饱和度最高时的亮度值则为1.0 图7-03HSL颜色空间 RGB和HSL之间的转换关系要追溯到 Addison- Wesley公司在1982年出版的一本书 ndamentals of Ineractive Computer Graphics。书的作者 Foley和 van dam在17章中对RGB 和HSL之间的转换算法作了描述,现摘要如下 1.RGB→HSL的算法描述 步骤1:把RGB值转换成[0,1中数值 例:R=0.83,G=0.07,B=0.07 步骤2:找出R,G和B中的最大值 本例中, macolor=0.83, mincolor=0.07 步骤3:L=( macolor+ mincolor) 本例中,L=(0.83+0.07)2=045 步骤4:如果最大和最小的颜色值相同,即表示灰色,那么S定义为0,而H未定义并 在程序中通常写成0。 步骤5:否则,测试L: IfL<0.5, S=(maxcolor-mincolor) /(macolor+mincolor) If L >=0.5, S=(maxcolor-mincolor) /(2. 0-maxcolor-mincolor) 本例中,L=045,因此,S=(0.83-0.07)0.83+007)=0.84 yUR 6: If R=macolor, H=(G-B)/(maxcolor-mincolor) If G=macolor, H=2.0+(B-R)/(maxcolor-mincolor) If B=macolor, H=4.0+(R-G)/(maxcolor-mincolor) 本例中,R= macolor,所以H=(007-0.07)0.83-0.07)=0 步骤7:从第6步的计算看,H分成0~6区域。RGB颜色空间是一个立方体,而HSL 颜色空间是两个六角形锥体,其中的L是RGB立方体的主对角线。因此,RGB立
第 7 章 颜色空间变换 9 7.2.3 HSL/HSB 和 RGB HSL(hue, saturation and lightness)/HSB(hue, saturation and brightness)颜色空间用于定义 台式机图形程序中的颜色，而且它们都是利用三条轴定义颜色。HSL 与 HSV 很相似，都是 用六角形锥体表示颜色。与 HSV 相比，HSL 采用光亮度(lightness)作坐标，而 HSV 采用亮 度(luminance)作标准值，而且 HSL 颜色饱和度最高时的光亮度 L 定义为 0.5，而 HSV 颜色 饱和度最高时的亮度值则为 1.0。 图 7-03 HSL 颜色空间 RGB 和 HSL 之间的转换关系要追溯到 Addison-Wesley 公司在 1982 年出版的一本书： Fundamentals of Ineractive Computer Graphics。书的作者 Foley 和 van Dam 在 17 章中对 RGB 和 HSL 之间的转换算法作了描述，现摘要如下。 1. RGB→HSL 的算法描述 步骤 1: 把 RGB 值转换成[0,1]中数值 例：R=0.83, G=0.07, B=0.07 步骤 2: 找出 R, G 和 B 中的最大值 本例中，maxcolor = 0.83, mincolor=0.07 步骤 3: L = (maxcolor + mincolor)/2 本例中，L = (0.83+0.07)/2 =0.45 步骤 4: 如果最大和最小的颜色值相同，即表示灰色，那么 S 定义为 0，而 H 未定义并 在程序中通常写成 0。 步骤 5: 否则, 测试 L： If L < 0.5, S=(maxcolor-mincolor)/(maxcolor+mincolor) If L >=0.5, S=(maxcolor-mincolor)/(2.0-maxcolor-mincolor) 本例中，L=0.45，因此，S=(0.83-0.07)/(0.83+0.07) = 0.84 步骤 6: If R=maxcolor, H = (G-B)/(maxcolor-mincolor) If G=maxcolor, H = 2.0 + (B-R)/(maxcolor-mincolor) If B=maxcolor, H = 4.0 + (R-G)/(maxcolor-mincolor) 本例中，R=maxcolor，所以 H = (0.07-0.07)/(0.83-0.07) = 0 步骤 7: 从第 6 步的计算看，H 分成 0～6 区域。RGB 颜色空间是一个立方体，而 HSL 颜色空间是两个六角形锥体，其中的 L 是 RGB 立方体的主对角线。因此，RGB 立
7章颜色空间变 方体的顶点:红、黄、绿、青、蓝和品红就成为HSL六角形的顶点,而数值0~6 就告诉我们H在哪个部分。H用[0°,360中的数值表示,因此 H=H*60.0 如果H为负值,则加360° (算法引自:htp/ /blas cis. mcmaster. ca- monger/hs- rgb. html) 2.HSL→RGB的算法描述 步骤1:IfS=0,表示灰色,定义R,G和B都为L 步骤2:否则,测试L IfL <0.5, temp2 =l(1.0+S IfL >=0.5, temp2 =L+s-L*S 例如,如果H=120,S=0.79,L=0.52,则 temp2=(0.52+0.79)-(0.52*0.79)=0.899 步骤3: templ=2.0L-temp2 在本例中, templ=2.0+0.52-0.899=0.141 步骤4:把H转换到0 在本例中,H=120/360=0.33 步骤5:对于RG,B,计算另外的临时值emp3。方法如下 for R, temp3=H+1.0/3.0 for G, temp3=H for B, temp3 =H-1.0/3.0 if temp3 <0, temp3= temp3 +1.0 if temp3 >1, temp3= temp3-10 在本例中, Temp3=0.33+0.33=0.66, Temp3=0.3, Temp3=0.33-0.33=0 步骤6:对于R,G,B,做如下测试 If6.0* temp3<1, color- templ +( temp2-templ )*6.0*temp3 Else if 2.0*temp3 1, color= temp2 Else if 3.0* temp3 <2
第 7 章 颜色空间变换 10 方体的顶点：红、黄、绿、青、蓝和品红就成为 HSL 六角形的顶点，而数值 0～6 就告诉我们 H 在哪个部分。H 用[0o , 360o ]中的数值表示，因此, H = H*60.0 如果 H 为负值，则加 360o。 (算法引自：http://blas.cis.mcmaster.ca/~monger/hsl-rgb.html ) 2. HSL→RGB 的算法描述 步骤 1: If S=0, 表示灰色，定义 R, G 和 B 都为 L 步骤 2: 否则, 测试 L： If L < 0.5, temp2 = L*(1.0+S) If L >= 0.5, temp2 = L+S - L*S 例如，如果 H=120, S=0.79, L=0.52, 则， temp2 = (0.52+0.79) - (0.52*0.79) = 0.899 步骤 3: temp1 = 2.0*L - temp2 在本例中， temp1 = 2.0*0.52 - 0.899 = 0.141 步骤 4: 把 H 转换到 0～1 在本例中，H=120/360 = 0.33 步骤 5: 对于 R, G, B, 计算另外的临时值 temp3 。方法如下: for R, temp3 = H+1.0/3.0 for G, temp3 = H for B, temp3 = H-1.0/3.0 if temp3 < 0, temp3 = temp3 + 1.0 if temp3 > 1, temp3 = temp3 - 1.0 在本例中， Rtemp3 = 0.33+0.33 = 0.66, Gtemp3 = 0.33, Btemp3= 0.33-0.33=0 步骤 6: 对于 R, G, B, 做如下测试: If 6.0* temp3 < 1, color = temp1 +( temp2 -temp1 )*6.0* temp3 Else if 2.0* temp3 < 1, color = temp2 Else if 3.0* temp3 < 2