颜色模型浅谈（四）

三、直观颜色模型

　　前面讲解的颜色模型都是基于三基色的颜色模型，现在我们来看一种比较直观的颜色模型。可能大家都画过油画或是水粉画吧？还记得我们是怎么调配颜色的吗？我们总是从颜料中选取一种我们需要的色彩，然后如果我们需要暗淡一些就往里面添点黑色，需要颜色淡一点的话就往里面加点白色。显然，这种调配的方法对于我们来说比用三基色要直观的多，相对应的，我们也可以用这种直观的模型来描述颜色。

HSV颜色模型

　　这个模型中颜色的参数分别是：色彩（H），纯度（S），明度（V）。

　　HSV模型的三维表示从RGB立方体演化而来。设想从RGB沿立方体对角线的白色顶点向黑色顶点观察，就可以看到立方体的六边形外形。六边形边界表示色彩，水平轴表示纯度，明度沿垂直轴测量。
见下图：

HSV六棱锥

　　H参数表示色彩信息，即所处的光谱颜色的位置。该参数用一角度量来表示，红、绿、蓝分别相隔120度。互补色分别相差180度。
　　纯度S为一比例值，范围从0到1，它表示成所选颜色的纯度和该颜色最大的纯度之间的比率。S=0时，只有灰度。
　　V表示色彩的明亮程度，范围从0到1。有一点要注意：它和光强度之间并没有直接的联系。

RGB转化到HSV的算法

  max=max(R,G,B)
  min=min(R,G,B)

  if R = max, H = (G-B)/(max-min)
  if G = max, H = 2 + (B-R)/(max-min)
  if B = max, H = 4 + (R-G)/(max-min)

  H = H * 60
  if H < 0, H = H + 360

  V=max(R,G,B)
  S=(max-min)/max

HSV转化到RGB的算法

  if s = 0
    R=G=B=V
  else
    H /= 60;
    i = INTEGER(H)
    f = H - i
    a = V * ( 1 - s )
    b = V * ( 1 - s * f )
    c = V * ( 1 - s * (1 - f ) )
    switch(i)
      case 0: R = V; G = c; B = a;
      case 1: R = b; G = v; B = a;
      case 2: R = a; G = v; B = c;
      case 3: R = a; G = b; B = v;
      case 4: R = c; G = a; B = v;
      case 5: R = v; G = a; B = b;

　　HSV对用户来说是一种直观的颜色模型。我们可以从一种纯色彩开始，即指定色彩角H，并让V=S=1，然后我们可以通过向其中加入黑色和白色来得到我们需要的颜色。增加黑色可以减小V而S不变，同样增加白色可以减小S而V不变。例如，要得到深蓝色，V=0.4 S=1 H=240度。要得到淡蓝色，V=1 S=0.4 H=240度。

　　一般说来，人眼最大能区分128种不同的色彩，130种色饱和度，23种明暗度。如果我们用16Bit表示HSV的话，可以用7位存放H，4位存放S，5位存放V，即745或者655就可以满足我们的需要了。

　　由于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，如Photoshop（在Photoshop中叫HSB）等等，但这也决定了它不适合使用在光照模型中，许多光线混合运算、光强运算等都无法直接使用HSV来实现。

　　顺便提一下，另外一种直观颜色模型是HSL模型，该模型中前两个参数和HSV一样，而L表示亮度。它的三维表示为一双棱锥。因为用的不多，这里就不详细讲了。