Algorytm konwersji RGB na HSV i HSV na RGB w zakresie 0-255 dla obu

90

Szukam konwertera przestrzeni kolorów z RGB na HSV, a konkretnie dla zakresu od 0 do 255 dla obu przestrzeni kolorów.

c++ c algorithm jmasterx
źródło

Odpowiedzi:

135

Używam ich od dawna - nie mam pojęcia, skąd się wzięły w tym momencie ... Zwróć uwagę, że wejścia i wyjścia, z wyjątkiem kąta w stopniach, mieszczą się w zakresie od 0 do 1,0.

UWAGA: ten kod nie sprawdza rzeczywistych danych wejściowych. Zachowaj ostrożność!

typedef struct {
    double r;       // a fraction between 0 and 1
    double g;       // a fraction between 0 and 1
    double b;       // a fraction between 0 and 1
} rgb;

typedef struct {
    double h;       // angle in degrees
    double s;       // a fraction between 0 and 1
    double v;       // a fraction between 0 and 1
} hsv;

static hsv   rgb2hsv(rgb in);
static rgb   hsv2rgb(hsv in);

hsv rgb2hsv(rgb in)
{
    hsv         out;
    double      min, max, delta;

    min = in.r < in.g ? in.r : in.g;
    min = min  < in.b ? min  : in.b;

    max = in.r > in.g ? in.r : in.g;
    max = max  > in.b ? max  : in.b;

    out.v = max;                                // v
    delta = max - min;
    if (delta < 0.00001)
    {
        out.s = 0;
        out.h = 0; // undefined, maybe nan?
        return out;
    }
    if( max > 0.0 ) { // NOTE: if Max is == 0, this divide would cause a crash
        out.s = (delta / max);                  // s
    } else {
        // if max is 0, then r = g = b = 0              
        // s = 0, h is undefined
        out.s = 0.0;
        out.h = NAN;                            // its now undefined
        return out;
    }
    if( in.r >= max )                           // > is bogus, just keeps compilor happy
        out.h = ( in.g - in.b ) / delta;        // between yellow & magenta
    else
    if( in.g >= max )
        out.h = 2.0 + ( in.b - in.r ) / delta;  // between cyan & yellow
    else
        out.h = 4.0 + ( in.r - in.g ) / delta;  // between magenta & cyan

    out.h *= 60.0;                              // degrees

    if( out.h < 0.0 )
        out.h += 360.0;

    return out;
}


rgb hsv2rgb(hsv in)
{
    double      hh, p, q, t, ff;
    long        i;
    rgb         out;

    if(in.s <= 0.0) {       // < is bogus, just shuts up warnings
        out.r = in.v;
        out.g = in.v;
        out.b = in.v;
        return out;
    }
    hh = in.h;
    if(hh >= 360.0) hh = 0.0;
    hh /= 60.0;
    i = (long)hh;
    ff = hh - i;
    p = in.v * (1.0 - in.s);
    q = in.v * (1.0 - (in.s * ff));
    t = in.v * (1.0 - (in.s * (1.0 - ff)));

    switch(i) {
    case 0:
        out.r = in.v;
        out.g = t;
        out.b = p;
        break;
    case 1:
        out.r = q;
        out.g = in.v;
        out.b = p;
        break;
    case 2:
        out.r = p;
        out.g = in.v;
        out.b = t;
        break;

    case 3:
        out.r = p;
        out.g = q;
        out.b = in.v;
        break;
    case 4:
        out.r = t;
        out.g = p;
        out.b = in.v;
        break;
    case 5:
    default:
        out.r = in.v;
        out.g = p;
        out.b = q;
        break;
    }
    return out;     
}
David H.
źródło
13
@ Stargazer712 Jeśli wykonasz obliczenia, powinno być ==, ale jeśli go użyjesz, możesz otrzymać skargę dotyczącą porównywania pływaków. Chociaż teoretycznie niemożliwe jest>, użycie "> =" zamiast "==" wyłącza błąd kompilatora, który dostaję na Macu przy użyciu llvm / Xcode,
David H
4
@Gerard jest w stopniach. 60 to 1/6 pełnego koła. To nie są radiany.
David H
4
Przyczyną >=błędu kompilatora i jest to, że double == doublew większości kompilatorów jest on nieprawidłowy i niedozwolony. Arytmetyka zmiennoprzecinkowa i pamięć zmiennoprzecinkowa oznacza, że ​​dwie wartości mogą być równe w przybliżeniu , ale nie równe przechowywanej wartości, mimo że formalnie są takie same. abs(double_a - double_b) <= epsilonZwykle powinieneś robić tam , gdzie epsilon jest jakąś wartością 1e-4.
Brandon LeBlanc
1
Dla rgb2hsv, gdzie in.r> = max, dlaczego kod nie używa operatora mod? Nie powinno się obliczać out.h jako "out.h = ((in.g - in.b) / delta)% 6;" ?
craigrf
5
@JoachimBrandonLeBlanc: "double == double jest niepoprawne i niedozwolone w większości kompilatorów" To nieprawda. Porównanie dwóch wartości zmiennoprzecinkowych dla równości jest całkowicie dobrze zdefiniowane i legalne . Żaden główny i / lub zgodny kompilator nie przeszkodzi ci w zrobieniu tego. Problem polega na tym, że możesz nie otrzymać odpowiedzi, której faktycznie chciałeś, i prawdopodobnie zamierzałeś wykonać luźniejsze porównanie.
Wyścigi lekkości na orbicie
39

Możesz także wypróbować ten kod bez liczb zmiennoprzecinkowych (szybszy, ale mniej dokładny):

typedef struct RgbColor
{
    unsigned char r;
    unsigned char g;
    unsigned char b;
} RgbColor;

typedef struct HsvColor
{
    unsigned char h;
    unsigned char s;
    unsigned char v;
} HsvColor;

RgbColor HsvToRgb(HsvColor hsv)
{
    RgbColor rgb;
    unsigned char region, remainder, p, q, t;

    if (hsv.s == 0)
    {
        rgb.r = hsv.v;
        rgb.g = hsv.v;
        rgb.b = hsv.v;
        return rgb;
    }

    region = hsv.h / 43;
    remainder = (hsv.h - (region * 43)) * 6; 

    p = (hsv.v * (255 - hsv.s)) >> 8;
    q = (hsv.v * (255 - ((hsv.s * remainder) >> 8))) >> 8;
    t = (hsv.v * (255 - ((hsv.s * (255 - remainder)) >> 8))) >> 8;

    switch (region)
    {
        case 0:
            rgb.r = hsv.v; rgb.g = t; rgb.b = p;
            break;
        case 1:
            rgb.r = q; rgb.g = hsv.v; rgb.b = p;
            break;
        case 2:
            rgb.r = p; rgb.g = hsv.v; rgb.b = t;
            break;
        case 3:
            rgb.r = p; rgb.g = q; rgb.b = hsv.v;
            break;
        case 4:
            rgb.r = t; rgb.g = p; rgb.b = hsv.v;
            break;
        default:
            rgb.r = hsv.v; rgb.g = p; rgb.b = q;
            break;
    }

    return rgb;
}

HsvColor RgbToHsv(RgbColor rgb)
{
    HsvColor hsv;
    unsigned char rgbMin, rgbMax;

    rgbMin = rgb.r < rgb.g ? (rgb.r < rgb.b ? rgb.r : rgb.b) : (rgb.g < rgb.b ? rgb.g : rgb.b);
    rgbMax = rgb.r > rgb.g ? (rgb.r > rgb.b ? rgb.r : rgb.b) : (rgb.g > rgb.b ? rgb.g : rgb.b);

    hsv.v = rgbMax;
    if (hsv.v == 0)
    {
        hsv.h = 0;
        hsv.s = 0;
        return hsv;
    }

    hsv.s = 255 * long(rgbMax - rgbMin) / hsv.v;
    if (hsv.s == 0)
    {
        hsv.h = 0;
        return hsv;
    }

    if (rgbMax == rgb.r)
        hsv.h = 0 + 43 * (rgb.g - rgb.b) / (rgbMax - rgbMin);
    else if (rgbMax == rgb.g)
        hsv.h = 85 + 43 * (rgb.b - rgb.r) / (rgbMax - rgbMin);
    else
        hsv.h = 171 + 43 * (rgb.r - rgb.g) / (rgbMax - rgbMin);

    return hsv;
}

Zauważ, że ten algorytm używa 0-255zakresu (nie 0-360) zgodnie z żądaniem autora tego pytania.

Leszek Szary
źródło
7
Możesz przekonwertować wszystkie 16 777 216 możliwych kolorów RGB na HSV iz powrotem na RGB. Niestety, używając tego algorytmu okaże się, że niektóre kolory nie będą dobrze odwracane. Być może percepcyjnie wyglądają mniej więcej tak samo, ale liczbowo jest istotna różnica, np. (0, 237, 11) przejdzie w obie strony do (0, 237, 0) itd. Tak nie jest, gdy używa się algorytmu Davida H opartego na obliczeniach zmiennoprzecinkowych .
Martin Liversage
3
@ rightaway717 - to daje mi pełny zakres, może używasz 0-360 jako zakresu? Ten algorytm (na szczęście) używa 0x00 - 0xFF, ponieważ jest to zakres
Anne Quinn
@AnneQuinn dobrze! Spodziewałem się, że będzie to 0-360, ale po prostu nie miałem wystarczającej pasji, aby dowiedzieć się, co jest nie tak, kiedy zobaczyłem, że zaakceptowana odpowiedź po prostu zadziałała. Myślę, że Leszek powinien był wspomnieć o zakresie odcieni w odpowiedzi, choć i tak dziękuję mu za zamieszczenie.
rightaway717
24

Napisałem to w HLSL dla naszego silnika renderującego, nie ma w nim warunków:

    float3  HSV2RGB( float3 _HSV )
    {
        _HSV.x = fmod( 100.0 + _HSV.x, 1.0 );                                       // Ensure [0,1[

        float   HueSlice = 6.0 * _HSV.x;                                            // In [0,6[
        float   HueSliceInteger = floor( HueSlice );
        float   HueSliceInterpolant = HueSlice - HueSliceInteger;                   // In [0,1[ for each hue slice

        float3  TempRGB = float3(   _HSV.z * (1.0 - _HSV.y),
                                    _HSV.z * (1.0 - _HSV.y * HueSliceInterpolant),
                                    _HSV.z * (1.0 - _HSV.y * (1.0 - HueSliceInterpolant)) );

        // The idea here to avoid conditions is to notice that the conversion code can be rewritten:
        //    if      ( var_i == 0 ) { R = V         ; G = TempRGB.z ; B = TempRGB.x }
        //    else if ( var_i == 2 ) { R = TempRGB.x ; G = V         ; B = TempRGB.z }
        //    else if ( var_i == 4 ) { R = TempRGB.z ; G = TempRGB.x ; B = V     }
        // 
        //    else if ( var_i == 1 ) { R = TempRGB.y ; G = V         ; B = TempRGB.x }
        //    else if ( var_i == 3 ) { R = TempRGB.x ; G = TempRGB.y ; B = V     }
        //    else if ( var_i == 5 ) { R = V         ; G = TempRGB.x ; B = TempRGB.y }
        //
        // This shows several things:
        //  . A separation between even and odd slices
        //  . If slices (0,2,4) and (1,3,5) can be rewritten as basically being slices (0,1,2) then
        //      the operation simply amounts to performing a "rotate right" on the RGB components
        //  . The base value to rotate is either (V, B, R) for even slices or (G, V, R) for odd slices
        //
        float   IsOddSlice = fmod( HueSliceInteger, 2.0 );                          // 0 if even (slices 0, 2, 4), 1 if odd (slices 1, 3, 5)
        float   ThreeSliceSelector = 0.5 * (HueSliceInteger - IsOddSlice);          // (0, 1, 2) corresponding to slices (0, 2, 4) and (1, 3, 5)

        float3  ScrollingRGBForEvenSlices = float3( _HSV.z, TempRGB.zx );           // (V, Temp Blue, Temp Red) for even slices (0, 2, 4)
        float3  ScrollingRGBForOddSlices = float3( TempRGB.y, _HSV.z, TempRGB.x );  // (Temp Green, V, Temp Red) for odd slices (1, 3, 5)
        float3  ScrollingRGB = lerp( ScrollingRGBForEvenSlices, ScrollingRGBForOddSlices, IsOddSlice );

        float   IsNotFirstSlice = saturate( ThreeSliceSelector );                   // 1 if NOT the first slice (true for slices 1 and 2)
        float   IsNotSecondSlice = saturate( ThreeSliceSelector-1.0 );              // 1 if NOT the first or second slice (true only for slice 2)

        return  lerp( ScrollingRGB.xyz, lerp( ScrollingRGB.zxy, ScrollingRGB.yzx, IsNotSecondSlice ), IsNotFirstSlice );    // Make the RGB rotate right depending on final slice index
    }
Patapom
źródło
2
Czy masz inny sposób konwersji (RGB2HSV)? stosując to samo podejście?
Carlos Barcellos
8

Oto implementacja C oparta na grafice komputerowej i modelowaniu geometrycznym Agoston : implementacja i algorytmy s. 304, gdzie H ∈ [0, 360] i S , V ∈ [0, 1].

#include <math.h>

typedef struct {
    double r;       // ∈ [0, 1]
    double g;       // ∈ [0, 1]
    double b;       // ∈ [0, 1]
} rgb;

typedef struct {
    double h;       // ∈ [0, 360]
    double s;       // ∈ [0, 1]
    double v;       // ∈ [0, 1]
} hsv;

rgb hsv2rgb(hsv HSV)
{
    rgb RGB;
    double H = HSV.h, S = HSV.s, V = HSV.v,
            P, Q, T,
            fract;

    (H == 360.)?(H = 0.):(H /= 60.);
    fract = H - floor(H);

    P = V*(1. - S);
    Q = V*(1. - S*fract);
    T = V*(1. - S*(1. - fract));

    if      (0. <= H && H < 1.)
        RGB = (rgb){.r = V, .g = T, .b = P};
    else if (1. <= H && H < 2.)
        RGB = (rgb){.r = Q, .g = V, .b = P};
    else if (2. <= H && H < 3.)
        RGB = (rgb){.r = P, .g = V, .b = T};
    else if (3. <= H && H < 4.)
        RGB = (rgb){.r = P, .g = Q, .b = V};
    else if (4. <= H && H < 5.)
        RGB = (rgb){.r = T, .g = P, .b = V};
    else if (5. <= H && H < 6.)
        RGB = (rgb){.r = V, .g = P, .b = Q};
    else
        RGB = (rgb){.r = 0., .g = 0., .b = 0.};

    return RGB;
}
Geremia
źródło
Czy istnieje podobny kod C do konwersji z HSV na RGB? Dzięki!
user3236841
@ user3236841 Odpowiedni pseudokod znajduje się na poprzedniej stronie (s. 303) książki Agoston Grafika komputerowa i modelowanie geometryczne: implementacja i algorytmy .
Geremia
Proszę sprawdzić - to jest HSL2RGB, a nie HSV.
Kromster
7

to powinno być tutaj: to i tak działa. I wygląda dobrze w porównaniu z powyższymi.

kod hlsl

        float3 Hue(float H)
        {
            half R = abs(H * 6 - 3) - 1;
            half G = 2 - abs(H * 6 - 2);
            half B = 2 - abs(H * 6 - 4);
            return saturate(half3(R,G,B));
        }

        half4 HSVtoRGB(in half3 HSV)
        {
            return half4(((Hue(HSV.x) - 1) * HSV.y + 1) * HSV.z,1);
        }

float3 to typ danych vector3 z 16-bitową precyzją, tj. float3 hue () zwraca typ danych (x, y, z) np. (r, g, b), połowa jest taka sama z połowiczną precyzją, 8bit, a float4 to (r, g, b, a) 4 wartości.

aliential
źródło
3
Potrzebuje jakieś definicje typów dla half, half4, half3, float3, et cetera.
Quuxplusone
1
half4 to kolor (r, g, b, a) lub dowolna zmienna zmiennoprzecinkowa 4x w połowie precyzyjna, może też być pełna precyzja, to tylko wektor4
aliential
co to jest saturate ()?
TatiOverflow
saturate () jest dostępny w dokumencie HLSL: saturate (x) daje x clamped
aliential
Czy mógłbyś wyjaśnić instrukcję zwrotu w HSVtoRGB? Wygląda na to, że jest to 3-elementowy wektor RGB zwrócony przez Hue pomnożony przez skalar - co daje coś w rodzaju [k r, k g, k * b, 1]
pathfinder
5

@fins odpowiada na problem przepełnienia w Arduio podczas zmniejszania nasycenia. Tutaj jest z niektórymi wartościami zamienionymi na int, aby temu zapobiec.

typedef struct RgbColor
{
    unsigned char r;
    unsigned char g;
    unsigned char b;
} RgbColor;

typedef struct HsvColor
{
    unsigned char h;
    unsigned char s;
    unsigned char v;
} HsvColor;

RgbColor HsvToRgb(HsvColor hsv)
{
    RgbColor rgb;
    unsigned char region, p, q, t;
    unsigned int h, s, v, remainder;

    if (hsv.s == 0)
    {
        rgb.r = hsv.v;
        rgb.g = hsv.v;
        rgb.b = hsv.v;
        return rgb;
    }

    // converting to 16 bit to prevent overflow
    h = hsv.h;
    s = hsv.s;
    v = hsv.v;

    region = h / 43;
    remainder = (h - (region * 43)) * 6; 

    p = (v * (255 - s)) >> 8;
    q = (v * (255 - ((s * remainder) >> 8))) >> 8;
    t = (v * (255 - ((s * (255 - remainder)) >> 8))) >> 8;

    switch (region)
    {
        case 0:
            rgb.r = v;
            rgb.g = t;
            rgb.b = p;
            break;
        case 1:
            rgb.r = q;
            rgb.g = v;
            rgb.b = p;
            break;
        case 2:
            rgb.r = p;
            rgb.g = v;
            rgb.b = t;
            break;
        case 3:
            rgb.r = p;
            rgb.g = q;
            rgb.b = v;
            break;
        case 4:
            rgb.r = t;
            rgb.g = p;
            rgb.b = v;
            break;
        default:
            rgb.r = v;
            rgb.g = p;
            rgb.b = q;
            break;
    }

    return rgb;
}

HsvColor RgbToHsv(RgbColor rgb)
{
    HsvColor hsv;
    unsigned char rgbMin, rgbMax;

    rgbMin = rgb.r < rgb.g ? (rgb.r < rgb.b ? rgb.r : rgb.b) : (rgb.g < rgb.b ? rgb.g : rgb.b);
    rgbMax = rgb.r > rgb.g ? (rgb.r > rgb.b ? rgb.r : rgb.b) : (rgb.g > rgb.b ? rgb.g : rgb.b);

    hsv.v = rgbMax;
    if (hsv.v == 0)
    {
        hsv.h = 0;
        hsv.s = 0;
        return hsv;
    }

    hsv.s = 255 * ((long)(rgbMax - rgbMin)) / hsv.v;
    if (hsv.s == 0)
    {
        hsv.h = 0;
        return hsv;
    }

    if (rgbMax == rgb.r)
        hsv.h = 0 + 43 * (rgb.g - rgb.b) / (rgbMax - rgbMin);
    else if (rgbMax == rgb.g)
        hsv.h = 85 + 43 * (rgb.b - rgb.r) / (rgbMax - rgbMin);
    else
        hsv.h = 171 + 43 * (rgb.r - rgb.g) / (rgbMax - rgbMin);

    return hsv;
}
Shonn
źródło
4

To nie jest C, ale z pewnością działa. Wszystkie inne metody, które tu widzę, działają na zasadzie umieszczania wszystkiego w częściach sześciokąta i przybliżania „kątów” z tego. Zamiast tego zaczynając od innego równania przy użyciu cosinusów i rozwiązując dla hs i v, uzyskuje się o wiele ładniejszą zależność między hsv i rgb, a animacja staje się płynniejsza (kosztem znacznie wolniejszego).

Załóżmy, że wszystko jest zmiennoprzecinkowe. Jeśli rg i b idą od 0 do 1, h wynosi od 0 do 2pi, v od 0 do 4/3, a s od 0 do 2/3.

Poniższy kod jest napisany w Lua. Można go łatwo przetłumaczyć na cokolwiek innego.

local hsv do
    hsv         ={}
    local atan2 =math.atan2
    local cos   =math.cos
    local sin   =math.sin

    function hsv.fromrgb(r,b,g)
        local c=r+g+b
        if c<1e-4 then
            return 0,2/3,0
        else
            local p=2*(b*b+g*g+r*r-g*r-b*g-b*r)^0.5
            local h=atan2(b-g,(2*r-b-g)/3^0.5)
            local s=p/(c+p)
            local v=(c+p)/3
            return h,s,v
        end
    end

    function hsv.torgb(h,s,v)
        local r=v*(1+s*(cos(h)-1))
        local g=v*(1+s*(cos(h-2.09439)-1))
        local b=v*(1+s*(cos(h+2.09439)-1))
        return r,g,b
    end

    function hsv.tween(h0,s0,v0,h1,s1,v1,t)
        local dh=(h1-h0+3.14159)%6.28318-3.14159
        local h=h0+t*dh
        local s=s0+t*(s1-s0)
        local v=v0+t*(v1-v0)
        return h,s,v
    end
end
Trey Reynolds
źródło
Czy możesz wyjaśnić pochodzenie tego algorytmu lub przynajmniej wskazać na podstawową zależność? Spodziewałem się znaleźć pewne odcienie, które składały się tylko z jednego składnika RGB - jednak funkcja hsv.torgb wskazuje, że jest to niemożliwe w tym algorytmie. Wikipedia pokazuje obraz oczekiwanej zależności między HSV i RGB
oclyke
2

Wersja GLSL Shader oparta na odpowiedzi Patapom:

vec3 HSV2RGB( vec3 hsv )
{
    hsv.x = mod( 100.0 + hsv.x, 1.0 ); // Ensure [0,1[
    float   HueSlice = 6.0 * hsv.x; // In [0,6[
    float   HueSliceInteger = floor( HueSlice );
    float   HueSliceInterpolant = HueSlice - HueSliceInteger; // In [0,1[ for each hue slice
    vec3  TempRGB = vec3(   hsv.z * (1.0 - hsv.y), hsv.z * (1.0 - hsv.y * HueSliceInterpolant), hsv.z * (1.0 - hsv.y * (1.0 - HueSliceInterpolant)) );
    float   IsOddSlice = mod( HueSliceInteger, 2.0 ); // 0 if even (slices 0, 2, 4), 1 if odd (slices 1, 3, 5)
    float   ThreeSliceSelector = 0.5 * (HueSliceInteger - IsOddSlice); // (0, 1, 2) corresponding to slices (0, 2, 4) and (1, 3, 5)
    vec3  ScrollingRGBForEvenSlices = vec3( hsv.z, TempRGB.zx );           // (V, Temp Blue, Temp Red) for even slices (0, 2, 4)
    vec3  ScrollingRGBForOddSlices = vec3( TempRGB.y, hsv.z, TempRGB.x );  // (Temp Green, V, Temp Red) for odd slices (1, 3, 5)
    vec3  ScrollingRGB = mix( ScrollingRGBForEvenSlices, ScrollingRGBForOddSlices, IsOddSlice );
    float   IsNotFirstSlice = clamp( ThreeSliceSelector, 0.0,1.0 );                   // 1 if NOT the first slice (true for slices 1 and 2)
    float   IsNotSecondSlice = clamp( ThreeSliceSelector-1.0, 0.0,1. );              // 1 if NOT the first or second slice (true only for slice 2)
    return  mix( ScrollingRGB.xyz, mix( ScrollingRGB.zxy, ScrollingRGB.yzx, IsNotSecondSlice ), IsNotFirstSlice );    // Make the RGB rotate right depending on final slice index
}
Ray Hulha
źródło
1

Nie jestem programistą C ++, więc nie będę dostarczać kodu. Ale mogę podać prosty algorytm hsv2rgb ( tutaj rgb2hsv ), który obecnie odkrywam - aktualizuję wiki o opis: HSV i HLS . Główne ulepszenie polega na tym, że uważnie obserwuję r, g, b jako funkcje odcienia i wprowadzam prostszą funkcję kształtu do ich opisu (bez utraty dokładności). Algorytm - na wejściu mamy: h (0-255), s (0-255), v (0-255)

r = 255*f(5),   g = 255*f(3),   b = 255*f(1)

Używamy funkcji f opisanej poniżej

f(n) = v/255 - (v/255)*(s/255)*max(min(k,4-k,1),0)

gdzie (mod może zwrócić część ułamkową; k jest liczbą zmiennoprzecinkową)

k = (n+h*360/(255*60)) mod 6;

Oto fragmenty / PoV w SO w JS: HSV i HSL

Kamil Kiełczewski
źródło
Witaj Kamil! Próbuję użyć twojego algorytmu i mam pytanie odnośnie tej części min(k,4-k,1). Dlaczego istnieją trzy wartości i co dokładnie się tutaj dzieje? Z góry dziękuję!
Eugene Alexeev
@EugeneAlexeev Poprawiam artykuł na wiki (ktoś go zepsuł) - i aktualizuję linki tutaj - więc dla głębszego zrozumienia przeczytaj to
Kamil Kiełczewski
1

Oto konwerter online z artykułem po wyjaśnieniu wszystkich algorytmów konwersji kolorów.

Prawdopodobnie wolałbyś gotową wersję C, ale jej zastosowanie nie powinno zająć dużo czasu i może pomóc innym osobom próbującym zrobić to samo w innym języku lub w innej przestrzeni kolorów.

Mig
źródło
0

Ten link zawiera formuły na to, co chcesz. Wtedy jest to kwestia wydajności (techniki numeryczne), jeśli chcesz, aby działała szybko.

Jan
źródło
0

Oto jeden, który właśnie napisałem dziś rano w oparciu o prawie taką samą matematykę jak powyżej:

/* math adapted from: http://www.rapidtables.com/convert/color/rgb-to-hsl.htm
 * reasonably optimized for speed, without going crazy */
void rgb_to_hsv (int r, int g, int b, float *r_h, float *r_s, float *r_v) {
  float rp, gp, bp, cmax, cmin, delta, l;
  int cmaxwhich, cminwhich;

  rp = ((float) r) / 255;
  gp = ((float) g) / 255;
  bp = ((float) b) / 255;

  //debug ("rgb=%d,%d,%d rgbprime=%f,%f,%f", r, g, b, rp, gp, bp);

  cmax = rp;
  cmaxwhich = 0; /* faster comparison afterwards */
  if (gp > cmax) { cmax = gp; cmaxwhich = 1; }
  if (bp > cmax) { cmax = bp; cmaxwhich = 2; }
  cmin = rp;
  cminwhich = 0;
  if (gp < cmin) { cmin = gp; cminwhich = 1; }
  if (bp < cmin) { cmin = bp; cminwhich = 2; }

  //debug ("cmin=%f,cmax=%f", cmin, cmax);
  delta = cmax - cmin;

  /* HUE */
  if (delta == 0) {
    *r_h = 0;
  } else {
    switch (cmaxwhich) {
      case 0: /* cmax == rp */
        *r_h = HUE_ANGLE * (fmod ((gp - bp) / delta, 6));
      break;

      case 1: /* cmax == gp */
        *r_h = HUE_ANGLE * (((bp - rp) / delta) + 2);
      break;

      case 2: /* cmax == bp */
        *r_h = HUE_ANGLE * (((rp - gp) / delta) + 4);
      break;
    }
    if (*r_h < 0)
      *r_h += 360;
  }

  /* LIGHTNESS/VALUE */
  //l = (cmax + cmin) / 2;
  *r_v = cmax;

  /* SATURATION */
  /*if (delta == 0) {
    *r_s = 0;
  } else {
    *r_s = delta / (1 - fabs (1 - (2 * (l - 1))));
  }*/
  if (cmax == 0) {
    *r_s = 0;
  } else {
    *r_s = delta / cmax;
  }
  //debug ("rgb=%d,%d,%d ---> hsv=%f,%f,%f", r, g, b, *r_h, *r_s, *r_v);
}


void hsv_to_rgb (float h, float s, float v, int *r_r, int *r_g, int *r_b) {
  if (h > 360)
    h -= 360;
  if (h < 0)
    h += 360;
  h = CLAMP (h, 0, 360);
  s = CLAMP (s, 0, 1);
  v = CLAMP (v, 0, 1);
  float c = v * s;
  float x = c * (1 - fabsf (fmod ((h / HUE_ANGLE), 2) - 1));
  float m = v - c;
  float rp, gp, bp;
  int a = h / 60;

  //debug ("h=%f, a=%d", h, a);

  switch (a) {
    case 0:
      rp = c;
      gp = x;
      bp = 0;
    break;

    case 1:
      rp = x;
      gp = c;
      bp = 0;
    break;

    case 2:
      rp = 0;
      gp = c;
      bp = x;
    break;

    case 3:
      rp = 0;
      gp = x;
      bp = c;
    break;

    case 4:
      rp = x;
      gp = 0;
      bp = c;
    break;

    default: // case 5:
      rp = c;
      gp = 0;
      bp = x;
    break;
  }

  *r_r = (rp + m) * 255;
  *r_g = (gp + m) * 255;
  *r_b = (bp + m) * 255;

  //debug ("hsv=%f,%f,%f, ---> rgb=%d,%d,%d", h, s, v, *r_r, *r_g, *r_b);
}
delt
źródło
brakujące definicje symboli dla CLAMP i HUE_ANGLE
Dmitry,
0

Stworzyłem możliwie szybszą implementację, używając zakresu 0-1 dla RGBS i V oraz zakresu 0-6 dla Hue (unikając podziału) i grupując przypadki na dwie kategorie:

#include <math.h>
#include <float.h>

void fromRGBtoHSV(float rgb[], float hsv[])
{
//    for(int i=0; i<3; ++i)
//        rgb[i] = max(0.0f, min(1.0f, rgb[i]));

     hsv[0] = 0.0f;
     hsv[2] = max(rgb[0], max(rgb[1], rgb[2]));
     const float delta = hsv[2] - min(rgb[0], min(rgb[1], rgb[2]));

     if (delta < FLT_MIN)
         hsv[1] = 0.0f;
     else
     {
         hsv[1] = delta / hsv[2];
         if (rgb[0] >= hsv[2])
         {
             hsv[0] = (rgb[1] - rgb[2]) / delta;
             if (hsv[0] < 0.0f)
                 hsv[0] += 6.0f;
         }
         else if (rgb[1] >= hsv[2])
             hsv[0] = 2.0f + (rgb[2] - rgb[0]) / delta;
         else
             hsv[0] = 4.0f + (rgb[0] - rgb[1]) / delta;
     }    
}

void fromHSVtoRGB(const float hsv[], float rgb[])
{
    if(hsv[1] < FLT_MIN)
        rgb[0] = rgb[1] = rgb[2] = hsv[2];
    else
    {
        const float h = hsv[0];
        const int i = (int)h;
        const float f = h - i;
        const float p = hsv[2] * (1.0f - hsv[1]);

        if (i & 1) {
            const float q = hsv[2] * (1.0f - (hsv[1] * f));
            switch(i) {
            case 1:
                rgb[0] = q;
                rgb[1] = hsv[2];
                rgb[2] = p;
                break;
            case 3:
                rgb[0] = p;
                rgb[1] = q;
                rgb[2] = hsv[2];
                break;
            default:
                rgb[0] = hsv[2];
                rgb[1] = p;
                rgb[2] = q;
                break;
            }
        }
        else
        {
            const float t = hsv[2] * (1.0f - (hsv[1] * (1.0f - f)));
            switch(i) {
            case 0:
                rgb[0] = hsv[2];
                rgb[1] = t;
                rgb[2] = p;
                break;
            case 2:
                rgb[0] = p;
                rgb[1] = hsv[2];
                rgb[2] = t;
                break;
            default:
                rgb[0] = t;
                rgb[1] = p;
                rgb[2] = hsv[2];
                break;
            }
        }
    }
}

Dla zakresu 0-255 wystarczy * 255,0f + 0,5f i przypisać go do znaku bez znaku (lub podzielić przez 255,0, aby uzyskać odwrotność).

Adriel Jr
źródło
0 
// This pair of functions convert HSL to RGB and vice-versa.
// It's pretty optimized for execution speed

typedef unsigned char       BYTE
typedef struct _RGB
{
    BYTE R;
    BYTE G;
    BYTE B;
} RGB, *pRGB;
typedef struct _HSL
{
    float   H;  // color Hue (0.0 to 360.0 degrees)
    float   S;  // color Saturation (0.0 to 1.0)
    float   L;  // Luminance (0.0 to 1.0)
    float   V;  // Value (0.0 to 1.0)
} HSL, *pHSL;

float   *fMin       (float *a, float *b)
{
    return *a <= *b?  a : b;
}

float   *fMax       (float *a, float *b)
{
    return *a >= *b? a : b;
}

void    RGBtoHSL    (pRGB rgb, pHSL hsl)
{
// See https://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV
// rgb->R, rgb->G, rgb->B: [0 to 255]
    float r =       (float) rgb->R / 255;
    float g =       (float) rgb->G / 255;
    float b =       (float) rgb->B / 255;
    float *min =    fMin(fMin(&r, &g), &b);
    float *max =    fMax(fMax(&r, &g), &b);
    float delta =   *max - *min;

// L, V [0.0 to 1.0]
    hsl->L = (*max + *min)/2;
    hsl->V = *max;
// Special case for H and S
    if (delta == 0)
    {
        hsl->H = 0.0f;
        hsl->S = 0.0f;
    }
    else
    {
// Special case for S
        if((*max == 0) || (*min == 1))
            hsl->S = 0;
        else
// S [0.0 to 1.0]
            hsl->S = (2 * *max - 2*hsl->L)/(1 - fabsf(2*hsl->L - 1));
// H [0.0 to 360.0]
        if      (max == &r)     hsl->H = fmod((g - b)/delta, 6);    // max is R
        else if (max == &g)     hsl->H = (b - r)/delta + 2;         // max is G
        else                    hsl->H = (r - g)/delta + 4;         // max is B
        hsl->H *= 60;
    }
}

void    HSLtoRGB    (pHSL hsl, pRGB rgb)
{
// See https://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV
    float a, k, fm1, fp1, f1, f2, *f3;
// L, V, S: [0.0 to 1.0]
// rgb->R, rgb->G, rgb->B: [0 to 255]
    fm1 = -1;
    fp1 = 1;
    f1 = 1-hsl->L;
    a = hsl->S * *fMin(&hsl->L, &f1);
    k = fmod(0 + hsl->H/30, 12);
    f1 = k - 3;
    f2 = 9 - k;
    f3 = fMin(fMin(&f1, &f2), &fp1) ;
    rgb->R = (BYTE) (255 * (hsl->L - a * *fMax(f3, &fm1)));

    k = fmod(8 + hsl->H/30, 12);
    f1 = k - 3;
    f2 = 9 - k;
    f3 = fMin(fMin(&f1, &f2), &fp1) ;
    rgb->G = (BYTE) (255 * (hsl->L - a * *fMax(f3, &fm1)));

    k = fmod(4 + hsl->H/30, 12);
    f1 = k - 3;
    f2 = 9 - k;
    f3 = fMin(fMin(&f1, &f2), &fp1) ;
    rgb->B = (BYTE) (255 * (hsl->L - a * *fMax(f3, &fm1)));
}
KRYSZTAŁ
źródło