计算机中的颜色——纯色、色相色

前一篇文章介绍了颜色的HSV表示方法，其中H表示色相，亦即表示在色相环上的位置。S表示颜色的纯度，当S=1时，表示颜色最纯，当S=0时，表示颜色没有纯度，此时表示为灰度色。V表示颜色的亮度，当V=1，颜色最亮，当V=0时，亮度最低，此时表示颜色为黑色。

综上所述，当一个颜色（H，S，V）中的S=1，V=1时，此时该颜色表示色相环上的一种颜色。我们定义该颜色为纯色或者是色相色。

由于每种颜色都有H分量，因此任意一种颜色都和一种纯色对应，他们之间的区别是S和V值不一样，而H值是一样的。同时，这种对应关系是一种多对一的关系，也就是说，只要几种颜色的H值相同，则他们对应的是同一种纯色。

纯色有什么特点呢？首先纯色也是一种颜色，因此也可以用RGB表示，同时还可以用HSV表示。通过前面的定义可知，用HSV表示的时候，S=1，V=1。我们先看前文中的转化公示：

S=1－Min/Max

V=Max/255

注：前文中的公式RGB的分量用[0，1]表示，本文已经转化为[0，255]，故有所差异

若V=1，则Max=255

若S=1，则Min=0

由此可见，一个颜色是否是纯色的充要条件是三个颜色分量中，最大分量为255，最小分量为0。

前面提到，每种颜色都和一种纯色相对应的关系。那么他们之间一定有一个快速计算的过程，实际上，前文中的计算过程虽明了但复杂了。

已知纯色（R，G，B）和分量S，V，如何计算颜色（R’，G’，B’）

通过推导，有下面的公式：

R’=（R×S+255×（1－S））×V

G’=（G×S+255×（1－S））×V

B’=（B×S+255×（1－S））×V

 

已知颜色（R’，G’，B’），如何计算纯色（R，G，B）

通过推导，有下面公式：

Max为三个分量的最大值，Min为三个分量的最小值

若Max=Min，三个分量一样，此时表示灰度值，直接定义纯色（255，0，0），S=0，V=Max

若Max≠Min，

R=255×（R’－Min）/（Max-Min）

G=255×（G’－Min）/（Max-Min）

B=255×（B’－Min）/（Max-Min）

此时计算出的三个分量必定一个是255，一个是0。

 

同一个色相的颜色有着一定的相关性，而通过纯色计算得出相关的颜色，能加快计算速度，简化计算过程。