HSI和HSV颜色空间

Question

HSI和HSV颜色空间的区别是什么？我想使用HSI颜色空间，但没有找到任何有用的HSI材料。HSI是否与HSV相同？

- Ahmed Ashraf Butt

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它在维基百科上有描述（http://en.wikipedia.org/wiki/HSI_color_space） - Ray Toal

Answer 1

HSI、HSV和HSL是不同的颜色空间。根据我所找到的资料，色调计算在这三种模型中是相同的，它使用一个由6个部分组成的分段函数来确定，或者可以使用一个更简单的模型，该模型的精度在1.2度以内，公式为atan((sqrt(3)⋅(G-B))/2(R-G-B))。在大多数情况下，这两种模型是可以互换的，但通常HSV和HSL使用分段模型，而HSI通常使用反正切模型。可能会使用不同的方程，但通常会在精度、简单性或计算速度之间做出取舍。

对于亮度/值/强度，这三个空间使用稍有不同的表示方法。

- 强度通过简单地对RGB值求平均来计算：(1/3)⋅(R+G+B)。 - 亮度通过对RGB的最小值和最大值求平均来计算：(1/2)⋅(max(R,G,B) + min(R,G,B))。 - 值是最简单的，它是RGB中最大值的数值：max(R,G,B)。

在后续计算中，亮度/值/强度会被缩放为0到1之间的小数。

饱和度是这三种模型中最不同的地方。对于所有三种模型，如果I/V/L为0，则饱和度为0（这是为了黑色，以确保其表示不含糊），而HSL还会在亮度最大时将饱和度设置为0（因为对于HSL来说，最大亮度意味着白色）。

HSL和HSV都考虑了RGB的最小值和最大值，计算两者之间的差值：max(R,G,B) - min(R,G,B)，这个值有时被称为色度（C）。

然后，HSV将色度除以亮度值得到饱和度：C/V。

HSL将色度除以一个考虑亮度的表达式：C/(1-abs(2L-1))。

HSI没有明确使用色度，而是只考虑min(R,G,B)：1 - min(R,G,B)/I。

来源

维基百科：HSL和HSV 维基百科：色调

- Mitchell Carroll

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谢谢，这很有帮助。我想知道史密斯1978年原始论文中描述的三角形模型（“色域变换对”，http://alvyray.com/Papers/CG/color78.pdf）是否实际上描述了HSI模型，而不是在论文中声明的HSL模型。 - Benjamin Gudehus

强度是通过简单地平均RGB值来计算的：(1/3)(R+G+B)。 强度平均了RGB的最小值和最大值：(1/2)(max(R,G,B) + min(R,G,B))。 - Martin Thoma

你可以提供将RGB转换为HSI、RGB转换为HSV、RGB转换为HSL的公式。这将使差异更加明显。 - Martin Thoma

@moose 修复了强度被重复使用的问题，不确定为什么我最初没有发现。此外，添加了星号的转义字符，因此现在不会随机变成斜体字了。这里给出的公式是从RGB到给定系统的转换，只是分别应用于每个组件。不过，我会添加一个概述/总结来将所有内容汇总在一起。 - Mitchell Carroll

@MitchellCarroll 谢谢。你介意我稍微改一下格式吗？这主要是一个主观的问题，但我认为我对StackExchange上许多人喜欢的东西有很好的感觉。此外，我会用乘法点 ⋅ 替换星号 *。 - Martin Thoma

@moose 尽管去做，我不精通格式，欢迎任何帮助。当我解释事情时，我倾向于写类似于这篇文章的大段文字，但我知道那不是最容易阅读的。我甚至不知道乘法点可用于使用，所以请随意添加。 - Mitchell Carroll

Answer 2

从数学公式来看，当你试图将RGB转换为HSV或HSI时，Hues是相同的。

在HSL中，饱和度取决于max、min和亮度，而在HSV中，饱和度仅取决于max和min。（max和min是R、G、B空间中的最大和最小像素值）。

值是max，而亮度是(max + min)/2。

附录：RGB->HSV，RGB->HSL。

- lennon310