颜色模型之间的转换

来源：互联网发布：小米的网络设置在哪里编辑：程序博客网时间：2024/04/30 06:34

为了用计算机来表示和处理颜色，必须采用定量的方法来描述颜色，即建立颜色模型。目前广泛使用的颜色模型有三类：计算颜色模型、工业颜色模型、视觉颜色模型。计算颜色模型又称为色度学颜色模型，主要应用于纯理论研究和计算推导；工业颜色模型侧重于实际应用的实现技术；视觉颜色模型用于与人直接接口的颜色模型和控制。

1、计算颜色模型有CIE的RGB、XYZ、Luv、LCH、LAB、UCS、UVW。

2、工业颜色模型NTSC的RGB、YUV、YIQ、CMYK、YCbCr。

3、视觉颜色模型有HS*系列，包含HSL、HSV(B)。

常见Color Formula/Matrix如下：

1、 RGB<->CIE XYZ
a、RGB<->CIE XYZ REC601
|X|   | 0.607 0.174 0.201|   |R|
|Y| = | 0.299 0.587 0.114| * |G|
|Z|   | 0.000 0.066 1.117|   |B|

|R|   | 1.910 -0.532 -0.288|   |X|
|G| = |-0.985   1.999 -0.028| * |Y|
|B|   | 0.058 -0.118   0.898|   |Z|

b、RGB<->CIE XYZ REC709
   |X|   | 0.412 0.358 0.180|   |R|
   |Y| = | 0.213 0.715 0.072| * |G|
   |Z|   | 0.019 0.119 0.950|   |B|

   |R|   | 3.241 -1.537 -0.499|   |X|
   |G| = |-0.969   1.876 -0.042| * |Y|
   |B|   | 0.056 -0.204   1.057|   |Z|

c、RGB<->CIE XYZ ITU
   |X| = | 0.431 0.342 0.178|   |R|
   |Y| = | 0.222 0.707 0.071| * |G|
   |Z| = | 0.020 0.130 0.939|   |B|

   |R|   | 3.063 -1.393 -0.476|   |X|
   |G| = |-0.969   1.876   0.042| * |Y|
   |B|   | 0.068 -0.229   1.069|   |Z|

2、 RGB<->CMYK
a、RGB -> CMYK
   K = min(1-R, 1-G, 1-B)
   C = (1-R-K) / (1-K)
   M = (1-G-K) / (1-K)
   Y = (1-B-K) / (1-K)
b、CMYK->RGB
   R = 1 - min(1, C *(1-K) + K)
   G = 1 - min(1, M *(1-K) + K)
   B = 1 - min(1, Y *(1-K) + K)

3、 RGB->CIE RGB
|Rcie| | 1.167 -0.146 -0.151| |R|
|Gcie| = | 0.144 0.753 0.159| * |G|
|Bcie| |-0.001 0.059 1.128| |B|

4、 CIE XYZ->CIE Lab
D65 xn = 0.312713  , yn = 0.329016
L = 116 * ( ( Y / Yn ) ^ ( 1 / 3 ) )     Y/Yn > 0.008856
L = 903.3 * Y / Yn                       Y/Yn <= 0.008856
a = 500*(f(X/Xn)-f(Y/Yn))
b = 200*(f(Y/Yn)-f(Z/Zn))

5、 RGB->HSV
V=max(R,G,B)
S=(V-min(R,G,B))*255/V if V!=0, 0 otherwise
(G - B)*60/S, if V=R
H= 180+(B - R)*60/S, if V=G
240+(R - G)*60/S, if V=B
若 H<0，则 H=H+360
使用上面从 0° 到 360° 变化的公式计算色调（ hue）值，确保它们被 2 除后能试用于8位。

6、 RGB<->YIQ

YIQ是北美电视系统（NTSC）所采用的。Y指亮度，I和Q指色调，描述图像的色彩和饱和度。
    |Y|      | 0.299 0.587 0.114|   |R|
    |I|  ＝ | 0.596 -0.274 -0.322| * |G|
  |Q|     | 0.211 -0.523 0.312|   |B|

   |R|    | 1   0.956   0.621|   |Y|
    |G| = | 1 -0.272 -0.647| * |I|
    |B|    |-1 -1.106 -1.703|   |Q|

7、 RGB<->YUV

YUV是欧洲的电视系统所采用（PAL）。Y指亮度，U和V指色调。
|Y|    | 0.299 0.587 0.114 |   |R|
|U| = |-0.148 -0.289 0.437 | * |G|
|V|    | 0.615 -0.515 -0.100|   |B|

|R|   | 1   0       1.140|     |Y|
|G| = | 1 -0.395 -0.581| *   |I|
|B|    |-1   2.032    0   |     |Q|

8、 RGB<->YCbCr

JPEG采用的颜色模型是YCbCr。它是从YUV颜色模型衍生来的。其中Y指亮度，而Cb和Cr是将U和V做少量的调整而得来得。
   |Y | | 0.2990 0.5870   0.1140 0 |   |R|
   |Cb| |-0.1687 -0.3313 0.5000 128| * |G|
   |Cr| = | 0.5000 -0.4187 -0.0813 128|   |B|
   |1 |   | 0       0         0    1   |   |1|

   |R|   | 1   1.40200   0      |   |Y    |
   |G| = | 1 -0.34414 -0.71414| * |Cb-128|
   |B|   | 1   1.77200   0      |   |Cr-128|