中国传统色

2024-07-16 11:54| 来源: 网络整理| 查看: 265

背景

在做项目的时候，需要判断一个颜色值所在色系（如：红橙黄绿青蓝紫黑白灰），用眼睛观察太慢，算不上好办法，那么怎么判断呢？通过阅读该讨论知道了一种方案：将 RGB 色值转化为 HSV，之后通过 Hue 去判断彩色的种类，用明度去判断黑白灰。具体实现如下。

基础知识RGB

RGB 是从颜色发光的原理来设计定的，通俗点说它的颜色混合方式就好像有红、绿、蓝三盏灯，当它们的光相互叠合的时候，色彩相混，而亮度却等于两者亮度之总和，越混合亮度越高，即加法混合。

红、绿、蓝三个颜色通道每种色各分为 256 阶亮度，在 0 时“灯”最弱——是关掉的，而在 255 时“灯”最亮。当三色灰度数值相同时，产生不同灰度值的灰色调，即三色灰度都为 0 时，是最暗的黑色调；三色灰度都为 255 时，是最亮的白色调。

在电脑中，RGB 的所谓“多少”就是指亮度，并使用整数来表示。通常情况下，RGB 各有 256 级亮度，用数字表示为从 0、1、2…直到 255。注意虽然数字最高是 255，但 0 也是数值之一，因此共 256 级。

HSV

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，这个模型中颜色的参数分别是：色调（H, Hue），饱和度（S,Saturation），明度（V, Value）。

色调（Hue）

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（Saturation）

饱和度 S 表示颜色接近光谱色的程度。一种颜色，可以看成是某种光谱色与白色混合的结果。其中光谱色所占的比例愈大，颜色接近光谱色的程度就愈高，颜色的饱和度也就愈高。饱和度高，颜色则深而艳。光谱色的白光成分为 0，饱和度达到最高。通常取值范围为 0%～100%，值越大，颜色越饱和。

明度（Value）

明度表示颜色明亮的程度，对于光源色，明度值与发光体的光亮度有关；对于物体色，此值和物体的透射比或反射比有关。通常取值范围为 0%（黑）到 100%（白）。

取值范围说明

我们需要注意的在不同应用场景中，HSV 取值范围是不尽相同的。

1.PS 软件时，H 取值范围是 0-360，S 取值范围是（0%-100%），V 取值范围是（0%-100%）。

2.利用 openCV 中 cvSplit 函数的在选择图像 IPL_DEPTH_32F 类型时，H 取值范围是 0-360，S 取值范围是 0-1（0%-100%），V 取值范围是 0-1（0%-100%）。

3.利用 openCV 中 cvSplit 函数的在选择图像 IPL_DEPTH_8UC 类型时，H 取值范围是 0-180，S 取值范围是 0-255，V 取值范围是 0-255。

那么，开始写代码吧！

RGB 转 HSV公式常量$$\begin{array}{l}R^{\prime}=R / 255\\G^{\prime}=G / 255\\B^{\prime}=B / 255\\\operatorname{Cmax}=\max \left(R^{\prime}, G^{\prime}, B^{\prime}\right)\\C \min =\min \left(R^{\prime}, G^{\prime}, B^{\prime}\right)\\\Delta=\mathrm{Cmax}-\mathrm{Cmin}\end{array}$$ H 计算$$H=\left\{\begin{array}{cc}0^{\circ} & \Delta=0 \\ 60^{\circ} \times\left(\frac{G^{\prime}-B^{\prime}}{A} \bmod 6\right) & , C_{\max }=R^{\prime} \\ 60^{\circ} \times\left(\frac{B^{\prime}-R^{\prime}}{\Delta}+2\right) & , C_{\max }=G^{\prime} \\ 60^{\circ} \times\left(\frac{R^{\prime}-G^{\prime}}{\Delta}+4\right) & , C_{\max }=B^{\prime}\end{array}\right.$$ S 计算$$S=\left\{\begin{array}{cl}0 & C \max =0 \\\frac{\Delta}{C \max } & C \max \neq 0\end{array}\right.$$ V 计算$V=C \max$ 代码（RGB 转 HSV）def hue_calculate_org(round1, round2, delta, add_num): return ((round1 - round2) / delta + add_num) * 60def rgb_to_hsv_org(rgb_seq): r, g, b = rgb_seq r_round = float(r) / 255 g_round = float(g) / 255 b_round = float(b) / 255 max_c = max(r_round, g_round, b_round) min_c = min(r_round, g_round, b_round) delta = max_c - min_c h = None if delta == 0: h = 0 elif max_c == r_round: h = ((g_round - b_round) / delta % 6) * 60 elif max_c == g_round: h = hue_calculate_org(b_round, r_round, delta, 2) elif max_c == b_round: h = hue_calculate_org(r_round, g_round, delta, 4) if max_c == 0: s = 0 else: s = delta / max_c return h, s, max_c 另一种计算方式来自此处：👉 Python Math: Convert RGB color to HSV color - w3resourcedef hue_calculate(round1, round2, delta, add_num): return (((round1 - round2) / delta) * 60 + add_num) % 360def rgb_to_hsv(rgb_seq): r, g, b = rgb_seq r_round = float(r) / 255 g_round = float(g) / 255 b_round = float(b) / 255 max_c = max(r_round, g_round, b_round) min_c = min(r_round, g_round, b_round) delta = max_c - min_c h = None if delta == 0: h = 0 elif max_c == r_round: h = hue_calculate(g_round, b_round, delta, 360) elif max_c == g_round: h = hue_calculate(b_round, r_round, delta, 120) elif max_c == b_round: h = hue_calculate(r_round, g_round, delta, 240) if max_c == 0: s = 0 else: s = (delta / max_c) * 100 v = max_c * 100 return h, s, v 颜色划分分析 Color Color name (H,S,V) Hex (R,G,B) Black (0°,0%,0%) #000000 (0,0,0) Gray (0°,0%,50%) #808080 (128,128,128) White (0°,0%,100%) #FFFFFF (255,255,255) Red (0°,100%,100%) #FF0000 (255,0,0) Yellow (60°,100%,100%) #FFFF00 (255,255,0) Lime (120°,100%,100%) #00FF00 (0,255,0) Cyan (180°,100%,100%) #00FFFF (0,255,255) Blue (240°,100%,100%) #0000FF (0,0,255) Magenta (300°,100%,100%) #FF00FF (255,0,255)

数据来源：HSV to RGB conversion | color conversion看色图，哦不，色环图。😳

先不管黑灰白三种色，找其他颜色与色环的对应关系，我们很容易发现 H 与色环的对应关系。

变换色相 H，保持 S，V 不变，颜色发生变化；

修改 H 会引起颜色变化；变换亮度 V，保持 H，S 不变，我们发现颜色在黑灰白之间变化；

变换饱和度 S，保持 H，V 不变，颜色不会变化，变的只是颜色的深浅程度；

因为人眼对明亮的颜色更加敏感，所以我们适当调高亮度，之后逐渐修改 S，观察颜色变化。有内味儿了，颜色变得越来越浓郁了！代码颜色归类（按色系）def find_color_series(rgb_seq): # TODO:此处是否有更好实现？ """ 将rgb转为hsv之后根据h和v寻找色系 :param rgb_seq: :return: """ h, s, v = rgb_to_hsv(rgb_seq) cs = None if 30 < h >> import colorsys>>> colorsys.rgb_to_hsv(0.2, 0.4, 0.4)(0.5, 0.5, 0.4)>>> colorsys.hsv_to_rgb(0.5, 0.5, 0.4)(0.2, 0.4, 0.4) 关于颜色的判断，我们知道色的三原色为 RGB（红绿蓝），而实际颜色是按照不同比例混合的，所以颜色是没有办法真的做明显界线区分的。

谁能在彩虹里画下紫色结束、橙色开始的分界线呢？我们能清晰地看到颜色的不同，但是究竟在什么地方一种颜色逐渐地混入了另一种颜色呢？理智和疯狂的界限，亦是如此。

日常黑男性环节：链接源码下载

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参考链接从 RGB 到 HSV 的转换详细介绍_人工智能_hanshanbuleng 的博客-CSDN 博客知道一个颜色的 RGB 如何归类到特定颜色（如赤橙黄绿青蓝紫黑白灰）？ - V2EX How can I tell basic color a hex code is closest to? - Graphic Design Stack Exchange algorithm - “Rounding” colour values to the nearest of a small set of colours - Stack Overflow 推荐阅读青色是什么样子的？| 果壳科技有意思其他颜色列表 - 维基中文镜像，自由的百科全书 latex 在线公式编辑器汉化版 HSV to RGB conversion | color conversion

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