HSL und HSV- HSL and HSV
HSL (für Farbton, Sättigung, Helligkeit ) und HSV (für Farbton, Sättigung, Wert ; auch bekannt als HSB , für Farbton, Sättigung, Helligkeit ) sind alternative Darstellungen des RGB-Farbmodells , das in den 1970er Jahren von Computergrafikforschern entwickelt wurde, um mehr eng mit der Wahrnehmung von Farbattributen durch das menschliche Sehvermögen abstimmen. Bei diesen Modellen sind die Farben jedes Farbtons in einem radialen Schnitt um eine Mittelachse neutraler Farben angeordnet, die von Schwarz unten bis Weiß oben reicht.
Die HSL-Darstellung modelliert, wie sich verschiedene Farben vermischen, um in der realen Welt Farbe zu erzeugen, wobei die Helligkeitsdimension den unterschiedlichen Mengen an schwarzer oder weißer Farbe in der Mischung ähnelt (z weiße Farbe; diese weiße Farbe entspricht einem hohen "Helligkeitswert" in der HSL-Darstellung). Voll gesättigte Farben werden mit einem Helligkeitswert von ½ um einen Kreis herum platziert, wobei ein Helligkeitswert von 0 oder 1 vollständig Schwarz bzw. Weiß entspricht.
Inzwischen modelliert die HSV-Darstellung, wie Farben unter Licht erscheinen. Der Unterschied zwischen HSL und HSV besteht darin, dass eine Farbe mit maximaler Helligkeit in HSL reinweiß ist, aber eine Farbe mit maximalem Wert/Helligkeit in HSV ist analog zum Leuchten eines weißen Lichts auf ein farbiges Objekt (z Objekt lässt das Objekt immer noch rot erscheinen, nur heller und intensiver, während ein schwaches Licht auf ein rotes Objekt das Objekt dunkler und weniger hell erscheinen lässt).
Das Problem sowohl bei HSV als auch bei HSL besteht darin, dass diese Ansätze die Farbe nicht effektiv in ihre drei Wertkomponenten gemäß der menschlichen Farbwahrnehmung trennen. Dies ist sichtbar, wenn die Sättigungseinstellungen geändert werden – es ist ziemlich einfach, den Unterschied in der wahrnehmbaren Helligkeit zu bemerken, obwohl die Einstellung "V" oder "L" festgelegt ist.
Grundprinzip
HSL und HSV sind beide zylindrische Geometrien ( Abb. 2 ), mit Farbton, ihrer Winkelabmessung, beginnend bei der roten Primärfarbe bei 0°, durch die grüne Primärfarbe bei 120° und die blaue Primärfarbe bei 240°, und dann zurück zu rot bei 360°. In jeder Geometrie umfasst die zentrale vertikale Achse die neutralen , achromatischen oder grauen Farben, die von oben nach unten von Weiß bei Helligkeit 1 (Wert 1) bis Schwarz bei Helligkeit 0 (Wert 0) reichen.
In beiden Geometrien sind die additiven Primär- und Sekundärfarben – Rot, Gelb , Grün, Cyan , Blau und Magenta – und lineare Mischungen zwischen benachbarten Paaren davon, manchmal als reine Farben bezeichnet , mit Sättigung 1 um die Außenkante des Zylinders angeordnet. Diese gesättigten Farben haben in HSL eine Helligkeit von 0,5, während sie in HSV den Wert 1 haben. Das Mischen dieser reinen Farben mit Schwarz – so genannte Schattierungen – lässt die Sättigung unverändert. In HSL bleibt die Sättigung auch durch das Abtönen mit Weiß unverändert , und nur Mischungen mit Schwarz und Weiß – sogenannte Töne – haben eine Sättigung von weniger als 1. Bei HSV reduziert das Abtönen allein die Sättigung.
Da diese Sättigungsdefinitionen – bei denen sehr dunkle (bei beiden Modellen) oder sehr helle (bei HSL) nahezu neutrale Farben als vollständig gesättigt gelten (z. von unten rechts in den geschnittenen HSL-Zylinder oder von oben rechts) – widerspricht der intuitiven Vorstellung von Farbreinheit, oft wird stattdessen ein konischer oder bikonischer Körper gezeichnet ( Abb. 3 ), mit dem, was dieser Artikel Chroma als seine radiale Dimension nennt (entspricht dem Bereich der RGB-Werte). , anstelle der Sättigung (wobei die Sättigung gleich dem Chroma über dem maximalen Chroma in dieser Scheibe des (Bi-)Kegels ist). Verwirrenderweise bezeichnen solche Diagramme diese radiale Dimension normalerweise als "Sättigung", wodurch die Unterscheidung zwischen Sättigung und Farbsättigung verwischt oder gelöscht wird. Wie unten beschrieben , ist die Chroma-Berechnung ein hilfreicher Schritt bei der Ableitung jedes Modells. Da ein solches Zwischenmodell – mit den Dimensionen Farbton, Chroma und HSV-Wert oder HSL-Helligkeit – die Form eines Kegels oder Doppelkegels annimmt, wird HSV oft als "Hexcone-Modell" bezeichnet, während HSL oft als "Bi-Hexcone-Modell" bezeichnet wird ( Abb. 8 ).
Motivation
Der HSL-Farbraum wurde 1938 von Georges Valensi für das Fernsehen erfunden , um bestehende monochrome (dh nur das L-Signal enthaltende) Sendungen mit Farbkodierung zu versehen, so dass vorhandene Empfänger neue Farbsendungen (in Schwarzweiß) ohne Modifikation empfangen können das Luminanzsignal (Schwarzweiß) wird unverändert gesendet. Es wurde in allen wichtigen analogen Fernsehkodierungen einschließlich NTSC , PAL und SECAM und allen wichtigen digitalen Rundfunksystemen verwendet und ist die Grundlage für Composite - Video .
Die meisten Fernseher, Computerbildschirme und Projektoren erzeugen Farben durch die Kombination von rotem, grünem und blauem Licht in unterschiedlichen Intensitäten – den sogenannten additiven RGB- Primärfarben . Die resultierenden Mischungen im RGB-Farbraum können eine Vielzahl von Farben reproduzieren (als Gamut bezeichnet ); das Verhältnis zwischen den Bestandteilsmengen von rotem, grünem und blauem Licht und der resultierenden Farbe ist jedoch nicht intuitiv, insbesondere für unerfahrene Benutzer und für Benutzer, die mit der subtraktiven Farbmischung von Farben oder traditionellen Künstlermodellen auf der Grundlage von Tönungen und Schattierungen vertraut sind ( fig 4 ). Darüber hinaus definieren weder additive noch subtraktive Farbmodelle Farbbeziehungen wie das menschliche Auge .
Stellen Sie sich beispielsweise vor, wir haben eine RGB-Anzeige, deren Farbe durch drei Schieberegler im Bereich von 0–255 gesteuert wird, von denen einer die Intensität der roten, grünen und blauen Primärfarben steuert. Wenn wir mit einem relativ bunten Orange beginnen , mit sRGB- Werten R = 217 , G = 118 , B = 33 , und möchten seine Farbigkeit um die Hälfte auf ein weniger gesättigtes Orange reduzieren , müssen wir die Schieberegler ziehen, um R um 31 zu verringern , G um 24 zu erhöhen und B um 59 zu erhöhen , wie unten abgebildet.
In dem Versuch, traditionellere und intuitivere Farbmischungsmodelle unterzubringen, führten Computergrafikpioniere bei PARC und NYIT Mitte der 1970er Jahre das HSV-Modell für die Computeranzeigetechnologie ein, das von Alvy Ray Smith in der August 1978-Ausgabe von Computer Graphics offiziell beschrieben wurde . In derselben Ausgabe beschrieben Joblove und Greenberg das HSL-Modell – dessen Dimensionen sie als Farbton , relatives Chroma und Intensität bezeichneten – und verglichen es mit HSV ( Abb. 1 ). Ihr Modell basierte eher darauf, wie Farben im menschlichen Sehen in Bezug auf andere farbbildende Attribute wie Farbton, Helligkeit und Chroma organisiert und konzeptualisiert werden ; sowie auf traditionelle Farbmischmethoden – zB in der Malerei –, bei denen bunte Pigmente mit Schwarz oder Weiß gemischt werden, um hellere, dunklere oder weniger bunte Farben zu erzielen.
Im folgenden Jahr, 1979, führte Tektronix bei SIGGRAPH Grafikterminals ein, die HSL für die Farbbezeichnung verwenden, und das Computer Graphics Standards Committee empfahl dies in seinem jährlichen Statusbericht ( Abb. 7 ). Diese Modelle waren nicht nur nützlich, weil sie intuitiver waren als rohe RGB-Werte, sondern auch, weil die Konvertierungen in und aus RGB extrem schnell zu berechnen waren: Sie konnten in Echtzeit auf der Hardware der 1970er Jahre ausgeführt werden. Folglich sind diese und ähnliche Modelle seither in der Bildbearbeitungs- und Grafiksoftware allgegenwärtig. Einige ihrer Verwendungen werden unten beschrieben .
Formale Herleitung
Farbgebungsattribute
Die Dimensionen der HSL- und HSV-Geometrien – einfache Transformationen des nicht wahrnehmungsbasierten RGB-Modells – stehen nicht in direktem Zusammenhang mit den gleichnamigen photometrischen Farbattributen, wie sie von Wissenschaftlern wie CIE oder ASTM definiert wurden . Nichtsdestotrotz lohnt es sich, diese Definitionen zu überprüfen, bevor Sie in die Ableitung unserer Modelle einsteigen. Für die folgenden Definitionen der Farbgebungsattribute siehe:
- Farbton
- Das "Attribut einer visuellen Empfindung, nach der ein Bereich einer der wahrgenommenen Farben ähnlich zu sein scheint : Rot, Gelb, Grün und Blau oder einer Kombination von zweien".
- Ausstrahlung ( L e,Ω )
- Die Strahlungsleistung von Licht, das durch eine bestimmte Oberfläche pro Raumwinkeleinheit pro projizierter Fläche fällt, gemessen in SI-Einheiten in Watt pro Steradiant pro Quadratmeter ( W·sr –1 ·m –2 ).
- Luminanz ( Y oder L v,Ω )
- Die Strahlungsdichte, gewichtet durch die Wirkung jeder Wellenlänge auf einen typischen menschlichen Beobachter, gemessen in SI-Einheiten in Candela pro Quadratmeter ( cd/m 2 ). Oft ist der Begriff Leuchtdichte wird für die verwendete relative Luminanz , Y / Y n , wobei Y n die Leuchtdichte der Referenz Weißpunkt .
- Luma ( Y )
- Die gewichtete Summe der gamma-korrigierte R ' , G ' und B ' Werte und in verwendeten Y'CbCr zur JPEG - Komprimierung und Videoübertragung.
- Helligkeit (oder Wert)
- Das „Attribut einer visuellen Empfindung, nach dem ein Bereich mehr oder weniger Licht zu emittieren scheint“.
- Leichtigkeit
- Die "Helligkeit im Verhältnis zur Helligkeit eines ähnlich beleuchteten Weiß".
- Farbigkeit
- Das „Attribut einer visuellen Empfindung, wonach die wahrgenommene Farbe einer Fläche mehr oder weniger chromatisch erscheint“.
- Chroma
- Die "Buntheit relativ zur Helligkeit eines ähnlich beleuchteten Weiß".
- Sättigung
- Die "Buntheit eines Reizes im Verhältnis zu seiner eigenen Helligkeit".
Helligkeit und Farbigkeit sind absolute Maße, die normalerweise die spektrale Verteilung des in das Auge einfallenden Lichts beschreiben , während Helligkeit und Farbsättigung relativ zu einem Weißpunkt gemessen werden und daher oft zur Beschreibung von Oberflächenfarben verwendet werden und auch als Helligkeit und Farbigkeit ungefähr konstant bleiben Wechsel mit unterschiedlicher Beleuchtung . Sättigung kann entweder als das Verhältnis von Farbigkeit zu Helligkeit oder als Farbsättigung zu Helligkeit definiert werden.
Allgemeiner Ansatz
HSL, HSV und verwandte Modelle können über geometrische Strategien abgeleitet werden oder können als spezifische Instanzen eines "generalisierten LHS-Modells" betrachtet werden. Die HSV-Farbraum-Modellbauer nahm ein RGB-Würfels mit konstituierenden Mengen von roten, grünen und blauen Licht in einer Farbe bezeichnet R , G , B ∈ [0, 1] -und es auf seiner Ecke gekippt, so dass schwarze ruhten im Ursprung mit Weiß direkt darüber entlang der vertikalen Achse, dann den Farbton der Farben im Würfel anhand ihres Winkels um diese Achse gemessen, beginnend mit Rot bei 0°. Dann entwickelten sie eine Charakterisierung von Helligkeit/Wert/Helligkeit und definierten die Sättigung im Bereich von 0 entlang der Achse bis 1 am farbigsten Punkt für jedes Paar anderer Parameter.
Farbton und Chroma
In jedem unserer Modelle berechnen wir sowohl den Farbton als auch das, was in diesem Artikel nach Joblove und Greenberg (1978) als Chroma bezeichnet wird, auf die gleiche Weise – d. h. der Farbton einer Farbe hat in allen diesen Modellen die gleichen numerischen Werte. ebenso wie sein Chroma. Wenn wir unseren gekippten RGB - Würfel, und projizieren es auf die „Farbart Ebene “ senkrecht zur neutralen Achse, nimmt unser Vorsprung die Form eines Sechsecks, mit Rot, Gelb, Grün, Cyan, Blau und Magenta an seinen Ecken ( Fig . 9 ). Der Farbton ist ungefähr der Winkel des Vektors zu einem Punkt in der Projektion, wobei Rot bei 0° liegt, während Chroma ungefähr der Abstand des Punkts vom Ursprung ist.
Genauer gesagt werden sowohl Farbton als auch Chroma in diesem Modell in Bezug auf die sechseckige Form der Projektion definiert. Das Chroma ist das Verhältnis des Abstands vom Ursprung zum Rand des Sechsecks. Im unteren Teil des nebenstehenden Diagramms ist dies das Verhältnis der Längen OP / OP ′ oder alternativ das Verhältnis der Radien der beiden Sechsecke. Dieses Verhältnis ist die Differenz zwischen dem größten und dem kleinsten Wert von R , G oder B in einer Farbe. Um das Schreiben unserer Definitionen zu vereinfachen, definieren wir diese maximalen, minimalen und Chroma-Komponentenwerte als M , m bzw. C .
Um zu verstehen, warum Chroma als M − m geschrieben werden kann , beachten Sie, dass jede neutrale Farbe mit R = G = B auf den Ursprung projiziert und somit 0 Chroma hat. Wenn wir also den gleichen Betrag von allen drei von R , G und B addieren oder subtrahieren , bewegen wir uns vertikal innerhalb unseres gekippten Würfels und ändern die Projektion nicht. Daher projizieren zwei beliebige Farben ( R , G , B ) und ( R – m , G – m , B – m ) auf denselben Punkt und haben dieselbe Farbsättigung. Die Farbsättigung einer Farbe mit einer ihrer Komponenten gleich Null ( m = 0) ist einfach das Maximum der beiden anderen Komponenten. Dieses Chroma ist M im speziellen Fall einer Farbe mit einer Nullkomponente und M – m im Allgemeinen.
Der Farbton ist der Anteil des Abstands um den Rand des Sechsecks, der durch den projizierten Punkt verläuft, ursprünglich gemessen im Bereich [0, 1] , jetzt jedoch typischerweise in Grad [0°, 360°] gemessen . Für Punkte, die auf den Ursprung in der Farbwertebene projizieren (dh Grautöne), ist der Farbton undefiniert. Mathematisch wird diese Definition von Farbton stückweise geschrieben :
Manchmal wird neutralen Farben (dh mit C = 0 ) zur Vereinfachung der Darstellung ein Farbton von 0° zugewiesen.
Diese Definitionen laufen auf eine geometrische Krümmung von Sechsecken zu Kreisen hinaus: Jede Seite des Sechsecks wird linear auf einen 60° Kreisbogen abgebildet ( Abb. 10 ). Nach einer solchen Transformation ist der Farbton genau der Winkel um den Ursprung und Chroma der Abstand vom Ursprung: der Winkel und die Größe des Vektors , der auf eine Farbe zeigt.
Bei Bildanalyseanwendungen wird diese Hexagon-zu-Kreis-Transformation manchmal übersprungen und Farbton und Chroma (wir werden diese als H 2 und C 2 bezeichnen ) werden durch die üblichen kartesischen-zu-Polar-Koordinatentransformationen definiert ( Abb. 11 ). Der einfachste Weg, diese abzuleiten, ist über ein Paar kartesischer Farbkoordinaten, die wir α und β nennen :
(Die Funktion atan2 , ein "Argumentartangens mit zwei Argumenten", berechnet den Winkel aus einem kartesischen Koordinatenpaar.)
Beachten Sie, dass diese beiden Definitionen des Farbtons ( H und H 2 ) nahezu übereinstimmen, mit einem maximalen Unterschied zwischen ihnen für jede Farbe von etwa 1,12° – was bei zwölf bestimmten Farbtönen auftritt, zum Beispiel H = 13,38° , H 2 = 12,26° – und mit H = H 2 für jedes Vielfache von 30°. Die beiden Definitionen von Chroma ( C und C 2 ) unterscheiden sich wesentlich: Sie sind an den Ecken unseres Sechsecks gleich, aber an Punkten auf halbem Weg zwischen zwei Ecken, wie H = H 2 = 30° , haben wir C = 1 , aber C 2 = √ ¾ ≈ 0,866 , eine Differenz von etwa 13,4%.
Leichtigkeit
Während die Definition von Farbton relativ unumstritten ist – sie erfüllt in etwa das Kriterium, dass Farben des gleichen wahrgenommenen Farbtons den gleichen numerischen Farbton haben sollten – ist die Definition einer Helligkeits- oder Wertdimension weniger offensichtlich: Je nach Zweck und Ziel gibt es mehrere Möglichkeiten der Vertretung. Hier sind vier der häufigsten ( Abb. 12 ; drei davon sind auch in Abb. 8 gezeigt ):
- Die einfachste Definition ist nur das arithmetische Mittel , also der Durchschnitt, der drei Komponenten im HSI-Modell namens Intensität ( Abb. 12a ). Dies ist einfach die Projektion eines Punktes auf die neutrale Achse – die vertikale Höhe eines Punktes in unserem geneigten Würfel. Der Vorteil besteht darin, dass diese Darstellung zusammen mit euklidischen Distanzberechnungen von Farbton und Chroma Abstände und Winkel aus der Geometrie des RGB-Würfels beibehält.
- Im HSV-"Hexcone"-Modell ist der Wert als der größte Bestandteil einer Farbe definiert, unser M oben ( Abb. 12b ). Dadurch werden alle drei Primärfarben und auch alle "Sekundärfarben" - Cyan, Gelb und Magenta - in eine Ebene mit Weiß gelegt und bilden eine sechseckige Pyramide aus dem RGB-Würfel.
- In der HSL „bi-Hexakonus“ -Modell, Leichtigkeit wird als Mittelwert der größten und kleinsten Farbkomponenten (definiert Abb. 12c ), dh die Mittelklasse der RGB - Komponenten. Diese Definition legt auch die Primär- und Sekundärfarben in eine Ebene, jedoch eine Ebene, die auf halbem Weg zwischen Weiß und Schwarz verläuft. Der resultierende Farbkörper ist ein Doppelkegel ähnlich dem von Ostwald, wie oben gezeigt .
- Eine wahrnehmungsrelevantere Alternative ist die Verwendung von Luma , Y′ , als Helligkeitsdimension ( Abb. 12d ). Luma ist der gewichtete Durchschnitt von gammakorrigierten R , G und B , basierend auf ihrem Beitrag zur wahrgenommenen Helligkeit, der lange Zeit als monochromatische Dimension in Farbfernsehsendungen verwendet wurde. Für sRGB ist die Rec. 709 Primärfarben ergeben Y′ 709 , digitales NTSC verwendet Y′ 601 gemäß Rec. 601 und einige andere Primärfarben werden ebenfalls verwendet, was zu unterschiedlichen Koeffizienten führt.
- (SDTV)
- (Adobe)
- (HDTV)
- (UHDTV, HDR)
Alle vier lassen die neutrale Achse allein. Das heißt, für Farben mit R = G = B ergibt jede der vier Formulierungen eine Helligkeit gleich dem Wert von R , G oder B .
Für einen grafischen Vergleich siehe Abb. 13 unten .
Sättigung
Beim Kodieren von Farben in einem Farbton-/Helligkeits-/Chroma- oder Farbton-/Wert-/Chroma-Modell (unter Verwendung der Definitionen aus den vorherigen beiden Abschnitten) sind nicht alle Kombinationen von Helligkeit (oder Wert) und Farbsättigung sinnvoll: d. h. die Hälfte der beschreibbaren Farben mit H ∈ [0°, 360°) , C ∈ [0, 1] und V ∈ [0, 1] liegen außerhalb des RGB-Farbraums (die grauen Teile der Schichten in Abbildung 14). Die Schöpfer dieser Modelle hielten dies für einige Anwendungen für problematisch. In einer Farbauswahlschnittstelle mit zwei der Dimensionen in einem Rechteck und der dritten auf einem Schieberegler besteht beispielsweise die Hälfte dieses Rechtecks aus ungenutztem Platz. Stellen Sie sich nun vor, wir hätten einen Helligkeitsregler: Die Absicht des Benutzers beim Anpassen dieses Reglers ist möglicherweise mehrdeutig: Wie soll die Software mit Farben außerhalb des Farbumfangs umgehen? Oder umgekehrt, wenn der Nutzer möglichst bunt ein dunkles Lila gewählt hat , und verschiebt dann den Helligkeitsregler nach oben, was zu tun ist: möchte der Benutzer lieber ein helleres Lila sehen, das für den gegebenen Farbton und die Helligkeit dennoch so farbenfroh wie möglich ist? , oder ein helleres Violett mit genau der gleichen Farbsättigung wie die Originalfarbe ?
Um solche Probleme zu lösen, skalieren die HSL- und HSV-Modelle das Chroma so, dass es für jede Kombination von Farbton und Helligkeit oder Wert immer in den Bereich [0, 1] passt , und nennen in beiden Fällen das neue Attribut Sättigung (Abb. 14 ). Um beides zu berechnen, teilen Sie einfach die Farbsättigung durch die maximale Farbsättigung für diesen Wert oder die Helligkeit.
Das üblicherweise für Computer Vision verwendete HSI-Modell, das H 2 als Farbtondimension und den Komponentendurchschnitt I ("Intensität") als Helligkeitsdimension verwendet, versucht nicht, einen Zylinder durch seine Definition der Sättigung zu "füllen". Anstatt den Endbenutzern Farbauswahl- oder Änderungsschnittstellen zu präsentieren, besteht das Ziel von HSI darin, die Trennung von Formen in einem Bild zu erleichtern. Die Sättigung wird daher nach der psychometrischen Definition definiert: Chroma relativ zur Helligkeit ( Abb. 15 ). Siehe den Abschnitt Verwendung in der Bildanalyse dieses Artikels.
Die Verwendung des gleichen Namens für diese drei unterschiedlichen Definitionen von Sättigung führt zu einiger Verwirrung, da die drei Attribute wesentlich unterschiedliche Farbbeziehungen beschreiben; in HSV und HSI entspricht der Begriff in etwa der psychometrischen Definition einer Farbsättigung einer Farbe relativ zu ihrer eigenen Helligkeit, aber in HSL kommt er nicht nahe. Schlimmer noch, das Wort Sättigung wird auch oft für eine der Messungen verwendet, die wir oben Chroma nennen ( C oder C 2 ).
Beispiele
Alle unten aufgeführten Parameterwerte sind in Prozent angegeben ( Intervall [0, 1], skaliert um den Faktor 100), außer denen für H und H 2, die im Intervall [0°, 360°] liegen .
Farbe | Kanal | Farbton | Chroma | Komponente | Luma | Sättigung | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
R | g | B | h | H 2 | C | C 2 | V | L | ich | Y′ 601 | S V | S L | S ich | |
white
|
100% | 100% | 100% | N / A | 0% | 100% | 100% | 100% | 100% | 0% | ||||
#808080
|
50% | 50% | 50% | N / A | 0% | 50% | 50% | 50% | 50% | 0% | ||||
black
|
0% | 0% | 0% | N / A | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% | ||||
red
|
100% | 0% | 0% | 0 ° | 100% | 100% | 50% | 33,3% | 29,9% | 100% | ||||
#BFBF00
|
75% | 75% | 0% | 60 ° | 75% | 75% | 37,5% | 50% | 66,4% | 100% | ||||
#008000
|
0% | 50% | 0% | 120 ° | 50% | 50% | 25% | 16,7% | 29,3% | 100% | ||||
#80FFFF
|
50% | 100% | 100% | 180 ° | 50% | 100% | 75% | 83,3% | 85% | 50% | 100% | 40% | ||
#8080FF
|
50% | 50% | 100% | 240 ° | 50% | 100% | 75% | 66,7% | 55,7% | 50% | 100% | 25% | ||
#BF40BF
|
75% | 25% | 75% | 300 ° | 50% | 75% | 50% | 58,3% | 45,7% | 66,7% | 50% | 57,1% | ||
#A0A424
|
62,8% | 64,3% | 14,2% | 61,8 ° | 61,5 ° | 50,1% | 49,4% | 64,3% | 39,3% | 47,1% | 58,1% | 77,9% | 63,8% | 69,9 % |
#411BEA
|
25,5% | 10,4% | 91,8% | 251,1 ° | 250 ° | 81,4% | 75% | 91,8% | 51,1% | 42,6% | 24,2% | 88,7% | 83,2% | 75,6% |
#1EAC41
|
11,6% | 67,5% | 25,5% | 134,9 ° | 133,8 ° | 55,9 % | 50,4% | 67,5% | 39,6% | 34,9% | 46% | 82,8% | 70,7% | 66,7% |
#F0C80E
|
94,1% | 78,5% | 5,3% | 49,5 ° | 50,5 ° | 88,8% | 82,1% | 94,1% | 49,8 % | 59,3% | 74,8% | 94,4% | 89,3% | 91,1% |
#B430E5
|
70,4% | 18,7% | 89,7% | 283,7 ° | 284,8 ° | 71% | 63,6% | 89,7% | 54,3% | 59,6% | 42,3% | 79,2% | 77,5% | 68,6% |
#ED7651
|
93,1% | 46,3% | 31,6% | 14,3 ° | 13,2 ° | 61,5% | 55,6% | 93,1% | 62,4% | 57% | 58,6% | 66,1% | 81,7% | 44,6% |
#FEF888
|
99,8 % | 97,4% | 53,2% | 56,9 ° | 57,4 ° | 46,6% | 45,4% | 99,8 % | 76,5% | 83,5% | 93,1% | 46,7% | 99,1% | 36,3% |
#19CB97
|
9,9% | 79,5% | 59,1% | 162,4 ° | 163,4 ° | 69,6% | 62 % | 79,5% | 44,7% | 49,5% | 56,4% | 87,5% | 77,9% | 80% |
#362698
|
21,1% | 14,9% | 59,7% | 248,3 ° | 247,3 ° | 44,8% | 42% | 59,7% | 37,3% | 31,9% | 21,9% | 75% | 60,1% | 53,3% |
#7E7EB8
|
49,5% | 49,3% | 72,1% | 240,5 ° | 240,4 ° | 22,8% | 22,7% | 72,1% | 60,8% | 57% | 52% | 31,6% | 29% | 13,5% |
Verwendung in Endbenutzersoftware
Der ursprüngliche Zweck von HSL und HSV und ähnlichen Modellen und ihre gebräuchlichste aktuelle Anwendung sind Farbauswahlwerkzeuge . Im einfachsten Fall bieten einige dieser Farbwähler drei Schieberegler, einen für jedes Attribut. Die meisten zeigen jedoch einen zweidimensionalen Schnitt durch das Modell, zusammen mit einem Schieberegler, der steuert, welcher Schnitt angezeigt wird. Der letztere Typ von GUI weist eine große Vielfalt auf, da die Modelle zwischen Zylindern, sechseckigen Prismen oder Kegeln/Bikonen wählen (siehe Diagramm oben auf der Seite ). Rechts sind mehrere Farbwähler aus den 1990er Jahren abgebildet, von denen die meisten in der Zwischenzeit nahezu unverändert geblieben sind: Heute verwendet fast jeder Computer-Farbwähler zumindest optional HSL oder HSV. Einige anspruchsvollere Varianten sind für die Auswahl ganzer Farbsets ausgelegt, wobei ihre Vorschläge für kompatible Farben auf den HSL- oder HSV-Beziehungen zwischen ihnen basieren.
Die meisten Webanwendungen, die eine Farbauswahl benötigen, basieren auch ihre Tools auf HSL oder HSV, und für die meisten großen Web-Front-End- Frameworks gibt es vorgefertigte Open-Source-Farbwähler . Die CSS 3- Spezifikation ermöglicht es Webautoren, Farben für ihre Seiten direkt mit HSL-Koordinaten anzugeben.
HSL und HSV werden manchmal verwendet, um Gradienten für die Datenvisualisierung zu definieren , wie in Karten oder medizinischen Bildern. Beispielsweise hat das beliebte GIS- Programm ArcGIS in der Vergangenheit anpassbare HSV-basierte Gradienten auf numerische geografische Daten angewendet.
Bildbearbeitungssoftware enthält im Allgemeinen auch Werkzeuge zum Anpassen von Farben in Bezug auf HSL- oder HSV-Koordinaten oder auf Koordinaten in einem Modell basierend auf der oben definierten "Intensität" oder Luma . Insbesondere Werkzeuge mit einem Paar von "Farbton"- und "Sättigungs"-Schiebereglern sind alltäglich und stammen mindestens aus den späten 1980er Jahren, aber es wurden auch verschiedene kompliziertere Farbwerkzeuge implementiert. Zum Beispiel kann die Unix Bildprojektor und der Farbeditor xv erlaubt sechs benutzerdefinierbar Farbton ( H ) im Bereich einer zu drehen und in der Größe, enthalten Wahl -ähnlichen Steuerung für Sättigung ( S HSV ) und eine Kurven -ähnlichen Schnittstelle zum Steuern Wert ( V ) – siehe Abb. 17. Der Bildeditor Picture Window Pro enthält ein "Farbkorrektur"-Werkzeug, das eine komplexe Neuabbildung von Punkten in einer Farbton-/Sättigungsebene relativ zum HSL- oder HSV-Raum ermöglicht.
Auch Videoeditoren verwenden diese Modelle. Sowohl Avid als auch Final Cut Pro enthalten beispielsweise Farbwerkzeuge, die auf HSL oder einer ähnlichen Geometrie basieren, um die Farbe in Videos anzupassen. Mit dem Avid-Tool wählen Benutzer einen Vektor aus, indem sie auf einen Punkt innerhalb des Farbton-/Sättigungskreises klicken, um alle Farben auf einer bestimmten Helligkeitsstufe (Schatten, Mitteltöne, Glanzlichter) um diesen Vektor zu verschieben.
Seit Version 4.0 mischen die Mischmodi "Luminosity", "Hue", "Saturation" und "Color" von Adobe Photoshop zusammengesetzte Ebenen mit einer Luma/Chroma/Hue-Farbgeometrie. Diese wurden weithin kopiert, aber einige Nachahmer verwenden stattdessen die HSL- (zB PhotoImpact , Paint Shop Pro ) oder HSV-Geometrien.
Verwendung in der Bildanalyse
HSL, HSV, HSI oder verwandte Modelle werden häufig in der Computer Vision und Bildanalyse zur Merkmalserkennung oder Bildsegmentierung verwendet . Zu den Anwendungen solcher Tools gehören die Objekterkennung, zum Beispiel in der Robot Vision ; Objekterkennung , beispielsweise von Gesichtern , Text oder Nummernschildern ; inhaltsbasierter Bildabruf ; und Analyse medizinischer Bilder .
In den meisten Fällen sind Computer-Vision-Algorithmen, die für Farbbilder verwendet werden, einfache Erweiterungen von Algorithmen, die für Graustufenbilder entwickelt wurden, beispielsweise K-Means oder Fuzzy-Clustering von Pixelfarben oder Canny Edge Detection . Im einfachsten Fall wird jede Farbkomponente separat durch denselben Algorithmus geleitet. Es ist daher wichtig, dass die interessierenden Merkmale in den verwendeten Farbdimensionen unterschieden werden können. Da die R- , G- und B- Komponenten der Farbe eines Objekts in einem digitalen Bild alle mit der auf das Objekt auftreffenden Lichtmenge korreliert sind und daher miteinander, machen Bildbeschreibungen in Bezug auf diese Komponenten die Objektunterscheidung schwierig. Beschreibungen in Bezug auf Farbton/Helligkeit/Chroma oder Farbton/Helligkeit/Sättigung sind oft relevanter.
Ab den späten 1970er Jahren wurden Transformationen wie HSV oder HSI als Kompromiss zwischen Effektivität bei der Segmentierung und Rechenkomplexität verwendet. Sie können in Ansatz und Absicht der neuronalen Verarbeitung des menschlichen Farbsehens ähnlich betrachtet werden, ohne im Einzelnen zuzustimmen: Wenn das Ziel die Objekterkennung ist, ist eine grobe Trennung von Farbton, Helligkeit und Chroma oder Sättigung effektiv, aber es gibt keine besonderer Grund, die menschliche Farbreaktion strikt nachzuahmen. John Kenders Masterarbeit von 1976 schlug das HSI-Modell vor. Ohtaet al. (1980) verwendeten stattdessen ein Modell, das aus Dimensionen besteht, die denen ähnlich sind, die wir I , α und β genannt haben . In den letzten Jahren fanden solche Modelle weiterhin breite Anwendung, da ihre Leistung im Vergleich zu komplexeren Modellen günstig ist und ihre rechnerische Einfachheit nach wie vor überzeugend ist.
Nachteile
Während HSL, HSV und verwandte Räume gut genug sind, um beispielsweise eine einzelne Farbe auszuwählen, ignorieren sie einen Großteil der Komplexität der Farbdarstellung. Im Wesentlichen tauschen sie die Wahrnehmungsrelevanz für die Rechengeschwindigkeit aus einer Zeit in der Computergeschichte (High-End-Grafik-Workstations der 1970er oder Consumer-Desktops Mitte der 1990er Jahre), als komplexere Modelle zu rechenintensiv gewesen wären.
HSL und HSV sind einfache RGB-Transformationen, die Symmetrien im RGB-Würfel ohne Bezug zur menschlichen Wahrnehmung beibehalten, so dass seine R- , G- und B- Ecken gleich weit von der neutralen Achse entfernt und gleich um diese herum beabstandet sind. Wenn wir den RGB-Farbraum in einem wahrnehmungsmäßig gleichmäßigeren Raum wie CIELAB (siehe unten ) darstellen, wird sofort klar, dass die roten, grünen und blauen Primärfarben nicht die gleiche Helligkeit oder Farbsättigung oder gleichmäßig verteilte Farbtöne aufweisen. Darüber hinaus verwenden verschiedene RGB-Displays unterschiedliche Primärfarben und haben daher unterschiedliche Farbskalen. Da HSL und HSV ausschließlich in Bezug auf einen RGB-Raum definiert werden, sind sie keine absoluten Farbräume : Um eine Farbe genau zu spezifizieren, müssen nicht nur HSL- oder HSV-Werte angegeben werden, sondern auch die Eigenschaften des RGB-Raums, auf dem sie basieren, einschließlich der Gammakorrektur im Einsatz.
Wenn wir ein Bild aufnehmen und die Farbton-, Sättigungs- und Helligkeits- oder Wertkomponenten extrahieren und diese dann mit den gleichnamigen Komponenten vergleichen, die von Farbwissenschaftlern definiert wurden, können wir den Unterschied schnell wahrnehmen. Betrachten Sie zum Beispiel die folgenden Bilder eines Feuerspuckers ( Abb. 13 ). Das Original liegt im sRGB-Farbraum vor. CIELAB L * ist eine CIE-definierte achromatische Helligkeitsgröße (abhängig nur von der wahrnehmbar achromatischen Luminanz Y , jedoch nicht von den gemischtchromatischen Komponenten X oder Z , des CIEXYZ-Farbraums, aus dem der sRGB-Farbraum selbst abgeleitet wird), und es ist schlicht dass dies in der wahrnehmbaren Helligkeit dem ursprünglichen Farbbild ähnlich erscheint. Luma ist ungefähr ähnlich, unterscheidet sich jedoch etwas bei hoher Farbsättigung, wo es am stärksten davon abweicht, nur von der wahren achromatischen Leuchtdichte ( Y oder äquivalent L *) abhängig zu sein und von der kolorimetrischen Farbsättigung ( x, y oder äquivalent a *, b* von CIELAB). HSL L und HSV V weichen dagegen wesentlich von der wahrnehmbaren Helligkeit ab.
Obwohl keine der Dimensionen in diesen Räumen ihren Wahrnehmungsanalogen entspricht, sind der Wert von HSV und die Sättigung von HSL besondere Täter. Im HSV die blaue Vorwahl und weiß haben den gleichen Wert, obwohl die blaue Primärfarbe wahrnehmbar etwa 10 % der Helligkeit von Weiß hat (der genaue Anteil hängt von den jeweiligen verwendeten RGB-Primärfarben ab). In HSL eine Mischung aus 100 % Rot, 100 % Grün, 90 % Blau – also einem sehr hellen Gelb —hat dieselbe Sättigung wie die grüne Primärfarbe , obwohl die erstere Farbe nach den herkömmlichen psychometrischen Definitionen fast keine Farbsättigung oder Sättigung aufweist. Solche Perversitäten führten dazu, dass Cynthia Brewer, Expertin für die Auswahl von Farbschemata für Karten und Informationsdisplays, der American Statistical Association sagte :
Die Informatik bietet diesen Wahrnehmungsräumen, die auch in Ihrer Softwareschnittstelle auftauchen können, einige ärmere Cousins wie HSV und HLS. Sie sind einfache mathematische Transformationen von RGB, und sie scheinen Wahrnehmungssysteme zu sein, da sie die Terminologie Farbton-Helligkeit/Wert-Sättigung verwenden. Aber schauen Sie genau hin; lass dich nicht täuschen. Die wahrnehmbaren Farbdimensionen werden durch die Farbspezifikationen, die in diesen und einigen anderen Systemen bereitgestellt werden, schlecht skaliert. Zum Beispiel werden Sättigung und Helligkeit verwechselt, sodass eine Sättigungsskala auch einen breiten Helligkeitsbereich enthalten kann (z. B. kann sie von Weiß zu Grün übergehen, was eine Kombination aus Helligkeit und Sättigung ist). Ebenso werden Farbton und Helligkeit verwechselt, so dass beispielsweise ein gesättigtes Gelb und ein gesättigtes Blau als dieselbe „Helligkeit“ bezeichnet werden können, jedoch große Unterschiede in der wahrgenommenen Helligkeit aufweisen. Diese Mängel machen es schwierig, die Systeme zu verwenden, um das Aussehen eines Farbschemas auf systematische Weise zu steuern. Wenn viele Optimierungen erforderlich sind, um den gewünschten Effekt zu erzielen, bietet das System wenig Vorteile gegenüber der Auseinandersetzung mit Rohspezifikationen in RGB oder CMY.
Wenn diese Probleme HSL und HSV bei der Auswahl von Farben oder Farbschemata erschweren, verschlechtern sie sie bei der Bildanpassung erheblich. HSL und HSV vermischen, wie Brewer erwähnte, wahrnehmungsbezogene Farberzeugungsattribute, so dass das Ändern einer beliebigen Dimension zu ungleichmäßigen Änderungen an allen drei wahrnehmungsbezogenen Dimensionen führt und alle Farbbeziehungen im Bild verzerrt. Drehen Sie beispielsweise den Farbton eines reinen Dunkelblaus Richtung Grün wird auch sein wahrgenommenes Chroma reduzieren und seine wahrgenommene Helligkeit erhöhen (letzteres ist grauer und heller), aber die gleiche Farbtonrotation hat den entgegengesetzten Einfluss auf Helligkeit und Chroma eines helleren Blaugrüns – zu (letzteres ist bunter und etwas dunkler). Im Beispiel unten ( Abb. 21 ) ist das Bild links (a) das Originalfoto einer grünen Schildkröte . Im mittleren Bild (b) haben wir den Farbton ( H ) jeder Farbe um -30° gedreht , während HSV-Wert und Sättigung oder HSL-Helligkeit und Sättigung konstant gehalten wurden. Im Bild rechts (c) führen wir die gleiche Drehung zum HSL/HSV-Farbton jeder Farbe durch, zwingen dann jedoch die CIELAB-Helligkeit ( L *, eine anständige Annäherung an die wahrgenommene Helligkeit) konstant zu bleiben. Beachten Sie, wie die farbtonverschobene mittlere Version ohne eine solche Korrektur die wahrgenommenen Helligkeitsbeziehungen zwischen den Farben im Bild dramatisch verändert. Insbesondere der Panzer der Schildkröte ist viel dunkler und hat weniger Kontrast, und das Hintergrundwasser ist viel heller.
Da der Farbton eine kreisförmige Größe ist, die numerisch mit einer Diskontinuität bei 360° dargestellt wird, ist es schwierig, ihn in statistischen Berechnungen oder quantitativen Vergleichen zu verwenden: Die Analyse erfordert die Verwendung von kreisförmigen Statistiken . Darüber hinaus wird der Farbton stückweise in 60°-Chunks definiert, wobei das Verhältnis von Helligkeit, Wert und Chroma zu R , G und B von dem fraglichen Farbton-Chunk abhängt. Diese Definition führt Diskontinuitäten ein, Ecken, die in horizontalen Schnitten von HSL oder HSV deutlich zu sehen sind.
Charles Poynton, Experte für digitales Video, listet die oben genannten Probleme mit HSL und HSV in seiner Farb-FAQ auf und kommt zu folgendem Schluss:
HSB und HLS wurden entwickelt, um numerische Farbton, Sättigung und Helligkeit (oder Farbton, Helligkeit und Sättigung) in einer Zeit anzugeben, in der Benutzer Farben numerisch angeben mussten. Die üblichen Formulierungen von HSB und HLS sind hinsichtlich der Eigenschaften des Farbsehens fehlerhaft. Da Benutzer nun Farben visuell auswählen oder Farben in Bezug auf andere Medien (wie PANTONE ) auswählen oder wahrnehmungsbasierte Systeme wie L*u*v* und L*a*b* verwenden können , sollten HSB und HLS aufgegeben werden.
Andere Farbmodelle mit Zylinderkoordinaten
Die Schöpfer von HSL und HSV waren bei weitem nicht die ersten, die sich Farben vorstellen konnten, die in konische oder kugelförmige Formen passen, mit neutralen Farben, die von Schwarz nach Weiß in einer Mittelachse verlaufen, und Farbtönen, die Winkeln um diese Achse entsprechen. Ähnliche Anordnungen stammen aus dem 18. Jahrhundert und werden in modernsten und wissenschaftlichen Modellen weiterentwickelt.
Farbumwandlungsformeln
Zum Konvertieren von HSL oder HSV zu RGB, wir im Wesentlichen invertieren die Schritte aufgeführt oben (wie vorher, R , G , B ∈ [0, 1] ). Zuerst berechnen wir die Farbsättigung, indem wir die Sättigung mit der maximalen Farbsättigung für eine gegebene Helligkeit oder einen gegebenen Wert multiplizieren. Als nächstes finden wir den Punkt auf einer der unteren drei Flächen des RGB-Würfels, der den gleichen Farbton und die gleiche Farbsättigung wie unsere Farbe hat (und daher auf den gleichen Punkt in der Farbwertebene projiziert). Schließlich fügen wir gleiche Mengen von R , G und B hinzu , um die richtige Helligkeit oder den richtigen Wert zu erreichen.
Zu RGB
HSL zu RGB
Gegeben eine Farbe mit Farbton H ∈ [0°, 360°] , Sättigung S L ∈ [0, 1] und Helligkeit L ∈ [0, 1] , finden wir zunächst Chroma:
Dann können wir einen Punkt ( R 1 , G 1 , B 1 ) entlang der unteren drei Seiten des RGB-Würfels finden, mit dem gleichen Farbton und Chroma wie unsere Farbe (unter Verwendung des Zwischenwertes X für die zweitgrößte Komponente dieser Farbe). :
In der obigen Gleichung ist die Bezeichnung bezieht sich auf den Rest der euklidischen Division von durch 2 ist nicht notwendigerweise eine ganze Zahl.
Wenn eine ganze Zahl ist, würde die "benachbarte" Formel das gleiche Ergebnis wie oder je nach Bedarf ergeben.
Schließlich können wir R , G und B finden , indem wir jeder Komponente die gleiche Menge hinzufügen, um die Helligkeit anzupassen:
HSL-zu-RGB-Alternative
Die polygonalen stückweisen Funktionen lassen sich durch geschickte Verwendung von Minimal- und Maximalwerten sowie der Restoperation etwas vereinfachen.
Bei einer Farbe mit Farbton , Sättigung und Helligkeit definieren wir zunächst die Funktion:
wo und:
Und die ausgegebenen R,G,B-Werte (von ) sind:
Die obigen alternativen Formeln ermöglichen kürzere Implementierungen. In den obigen Formeln gibt die Operation auch den Bruchteil des Moduls zurück, zB , und .
Die Grundform ist wie folgt aufgebaut: ist ein "Dreieck", für das Werte größer oder gleich -1 bei k=2 beginnen und bei k=10 enden und der höchste Punkt bei k=6 liegt. Dann ändern wir Werte größer als 1 zu gleich 1. Dann ändern wir Werte kleiner als −1 zu gleich −1. An dieser Stelle erhalten wir etwas Ähnliches wie die rote Form aus Abb. 24 nach einem vertikalen Flip (wobei das Maximum 1 und das Minimum –1 beträgt). Die R,G,B-Funktionen verwenden diese Form auf folgende Weise transformiert: modulo-verschoben auf (by ) (anders für R,G,B) skaliert auf (by ) und verschoben auf (by ).
Wir beobachten folgende Formeigenschaften (Abb. 24 kann helfen, eine Intuition darüber zu bekommen):
HSV zu RGB
Bei einer HSV-Farbe mit Farbton H [0°, 360°] , Sättigung S V ∈ [0, 1] und Wert V ∈ [0, 1] können wir dieselbe Strategie anwenden. Zuerst finden wir Chroma:
Dann können wir wieder einen Punkt ( R 1 , G 1 , B 1 ) entlang der unteren drei Flächen des RGB-Würfels finden, mit dem gleichen Farbton und der gleichen Farbsättigung wie unsere Farbe (unter Verwendung des Zwischenwertes X für die zweitgrößte Komponente von diese Farbe):
Wie zuvor, wenn eine ganze Zahl ist, würden "benachbarte" Formeln das gleiche Ergebnis liefern.
Schließlich können wir R , G und B finden , indem wir zu jeder Komponente den gleichen Betrag addieren, um den Wert abzugleichen:
HSV zu RGB-Alternative
Bei einer gegebenen Farbe mit Farbton , Sättigung und Wert definieren wir zuerst die Funktion:
wo und:
Und die ausgegebenen R,G,B-Werte (von ) sind:
Die obigen alternativen äquivalenten Formeln ermöglichen eine kürzere Implementierung. In obigen Formeln gibt die Rückgabe auch einen Bruchteil des Moduls zurück, zB die Formel . Die Werte von . Die Grundform
ist wie folgt aufgebaut: ist "Dreieck", für das nicht-negative Werte bei k=0 beginnen, höchster Punkt bei k=2 und "endet" bei k=4, dann ändern wir Werte größer eins zu eins um , ändern dann negativ Werte auf Null um – und wir erhalten (für ) etwas Ähnliches wie die grüne Form aus Abb. 24 (der maximale Wert ist 1 und der minimale Wert ist 0). Die R,G,B-Funktionen verwenden diese Form auf folgende Weise transformiert: modulo-verschoben auf (by ) (anders für R,G,B) skaliert auf (by ) und verschoben auf (by ). Wir beobachten folgende Formeigenschaften (Abb. 24 kann dabei helfen, eine Intuition zu bekommen):
HSI zu RGB
Bei einer HSI-Farbe mit Farbton H ∈ [0°, 360°] , Sättigung S I ∈ [0, 1] und Intensität I ∈ [0, 1] können wir dieselbe Strategie in etwas anderer Reihenfolge anwenden:
Wo ist das Chroma.
Dann können wir wieder einen Punkt ( R 1 , G 1 , B 1 ) entlang der unteren drei Flächen des RGB-Würfels finden, mit dem gleichen Farbton und der gleichen Farbsättigung wie unsere Farbe (unter Verwendung des Zwischenwertes X für die zweitgrößte Komponente von diese Farbe):
Überlappung (wenn eine ganze Zahl ist) tritt auf, weil zwei Möglichkeiten zur Berechnung des Werts gleichwertig sind: oder , je nach Bedarf.
Schließlich können wir R , G und B finden , indem wir jeder Komponente die gleiche Menge hinzufügen, um die Helligkeit anzupassen:
Luma, Chroma und Farbton zu RGB
Gegeben eine Farbe mit Farbton H ∈ [0°, 360°] , Chroma C ∈ [0, 1] und Luma Y ′ 601 ∈ [0, 1] , können wir wieder dieselbe Strategie anwenden. Da wir bereits H und C haben , können wir sofort unseren Punkt ( R 1 , G 1 , B 1 ) entlang der unteren drei Flächen des RGB-Würfels finden:
Überlappung (wenn eine ganze Zahl ist) tritt auf, weil zwei Möglichkeiten zur Berechnung des Werts gleichwertig sind: oder , je nach Bedarf.
Dann können wir R , G und B finden , indem wir jeder Komponente die gleiche Menge hinzufügen, um Luma zu entsprechen:
Interkonversion
HSV zu HSL
Gegeben eine Farbe mit Farbton , Sättigung und Wert ,
HSL nach HSV
Gegeben eine Farbe mit Farbton , Sättigung und Luminanz ,
Von RGB
Dies ist eine Wiederholung der vorherigen Konvertierung.
Der Wert muss im Bereich liegen .
Mit maximalem Anteil (dh Wert)
und Mindestkomponente
- ,
Bereich (dh Chroma)
und Mitteltöner (dh Leichtigkeit)
- ,
Wir bekommen einen gemeinsamen Farbton:
und ausgeprägte Sättigungen:
Farbfelder
Maus über die Stoffproben unter der sehen , R , G und B - Werte für jedes Farbfeld in einem Tooltip .
HSL
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HSV
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Anmerkungen
Verweise
Literaturverzeichnis
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- Poynton, Charles (1997). "Häufig gestellte Fragen zur Farbe" . poynton.com . Diese selbstveröffentlichte Seite mit häufig gestellten Fragen des Digitalvideo-Experten Charles Poynton erklärt unter anderem, warum diese Modelle seiner Meinung nach "für die Spezifikation der genauen Farbe nutzlos sind" und zugunsten psychometrisch relevanterer Modelle aufgegeben werden sollten .
- Poynton, Charles (2008). „ YUV und Leuchtdichte gelten als schädlich“ . poynton.com . Abgerufen am 30. August 2017 .
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Externe Links
- Demonstratives Applet zur Farbkonvertierung
- HSV Colors von Hector Zenil, The Wolfram Demonstrations Project .
- HSV zu RGB von CodeBeautify.