電腦中的顏色IV——純色、色相色

　　前一篇文章介紹了顏色的HSV表示方法，其中H表示色相，亦即表示在色相環上的位置。S表示顏色的純度，當S=1時，表示顏色最純，當S=0時，表示顏色沒有純度，此時表示為灰階色。V表示顏色的亮度，當V=1，顏色最亮，當V=0時，亮度最低，此時表示顏色為黑色。

　　綜上所述，當一個顏色（H，S，V）中的S=1，V=1時，此時該顏色表示色相環上的一種顏色。我們定義該顏色為純色或者是色相色。

　　由於每種顏色都有H分量，因此任意一種顏色都和一種純色對應，他們之間的區別是S和V值不一樣，而H值是一樣的。同時，這種對應關係是一種多對一的關係，也就是說，只要幾種顏色的H值相同，則他們對應的是同一種純色。

　　純色有什麼特點呢？首先純色也是一種顏色，因此也可以用RGB表示，同時還可以用HSV表示。通過前面的定義可知，用HSV表示的時候，S=1，V=1。我們先看前文中的轉化公示：

　　S=1－Min/Max

　　V=Max/255

　　註：前文中的公式RGB的分量用[0，1]表示，本文已經轉化為[0，255]，故有所差異

　　若V=1，則Max=255

　　若S=1，則Min=0

　　由此可見，一個顏色是否是純色的充要條件是三個顏色分量中，最大分量為255，最小分量為0。

　　前面提到，每種顏色都和一種純色相對應的關係。那麼他們之間一定有一個快速計算的過程，實際上，前文中的計算過程雖明了但複雜了。

　　已知純色（R，G，B）和分量S，V，如何計算顏色（R’，G’，B’）

　　通過推導，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

 

　　已知顏色（R’，G’，B’），如何計算純色（R，G，B）

　　通過推導，有下面公式：

　　　　Max為三個分量的最大值，Min為三個分量的最小值

　　　　若Max=Min，三個分量一樣，此時表示灰階值，直接定義純色（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）

　　　　此時計算出的三個分量必定一個是255，一個是0。

 

　　同一個色相的顏色有著一定的相關性，而通過純色計算得出相關的顏色，能加快計算速度，簡化計算過程。