HSL转RGB颜色转换

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我正在寻找一种将HSL颜色转换为RGB的算法。

据我所知,HSL并不是非常常用的颜色表示方式,因此我在搜索转换器时没有太多的运气。


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刚刚注意到 less.js 项目有许多颜色处理函数,包括 hsl_to_rgb:http://github.com/cloudhead/less.js/blob/master/lib/less/functions.js - dmkc
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在浏览器端 - d3.js 有很好的 API 来实现这个功能: https://github.com/mbostock/d3/wiki/Colors - matanster
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尽管在https://stackoverflow.com/help/on-topic中明确指出算法是“主题内”的,但我的问题被标记为“脱离主题”--怎么回事? - Lee Goddard
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这是我在这个网站上见过的最糟糕的关闭投票,这话可不是说说而已!我是第一个投票重新开放的人。 - Theodore R. Smith
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我十年前问过这个问题,惊讶地发现添加了php和python标签。现在我改回原来的措辞 :) - hhafez
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25个回答

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我从Brandon Mathis的HSL Picker源代码中得到了这个。
它最初是用CoffeeScript编写的。我使用在线转换器将其转换为JavaScript,并删除了验证用户输入是否为有效RGB值的机制。对于我的用例,这个答案起作用了,因为我发现在这篇文章中最受欢迎的答案没有产生有效的HSL值。
请注意,它返回一个hsla值,其中a表示不透明度/透明度。0完全透明,而1完全不透明。
function rgbToHsl(rgb) {
  var a, add, b, diff, g, h, hue, l, lum, max, min, r, s, sat;
  r = parseFloat(rgb[0]) / 255;
  g = parseFloat(rgb[1]) / 255;
  b = parseFloat(rgb[2]) / 255;
  max = Math.max(r, g, b);
  min = Math.min(r, g, b);
  diff = max - min;
  add = max + min;
  hue = min === max ? 0 : r === max ? ((60 * (g - b) / diff) + 360) % 360 : g === max ? (60 * (b - r) / diff) + 120 : (60 * (r - g) / diff) + 240;
  lum = 0.5 * add;
  sat = lum === 0 ? 0 : lum === 1 ? 1 : lum <= 0.5 ? diff / add : diff / (2 - add);
  h = Math.round(hue);
  s = Math.round(sat * 100);
  l = Math.round(lum * 100);
  a = parseFloat(rgb[3]) || 1;
  return [h, s, l, a];
}

我以此为基础编写了一个Python方法。谢谢。 - JayJay123
这不是海湾色到RGB的转换,正如张贴者所询问的那样。 - bryc

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这是修改过的JavaScript函数,它输出的色调在0-360度之间。

function rgbToHsl(r, g, b) {
      r /= 255, g /= 255, b /= 255;
      var max = Math.max(r, g, b), min = Math.min(r, g, b);
      var h, s, l = (max + min) / 2;

      if(max == min){
          h = s = 0; // achromatic
      } else {
          var d = max - min;
          s = l > 0.5 ? d / (2 - max - min) : d / (max + min);
          switch(max){
              case r: h = (g - b) / d ; break;
              case g: h = 2 + ( (b - r) / d); break;
              case b: h = 4 + ( (r - g) / d); break;
          }
          h*=60;
          if (h < 0) h +=360;
      }
     return([h, s, l]);
  }  
alert(rgbToHsl(125,115,145));

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使用Typescript将HSL转换为RGB

以上所有选项在我的TS代码中都不能正常工作。

我调整了其中的一个选项,现在它完美地工作了:

type HslType = { h: number; s: number; l: number }

const hslToRgb = (hsl: HslType): RgbType => {
  let { h, s, l } = hsl

  // IMPORTANT if s and l between 0,1 remove the next two lines:
  s /= 100
  l /= 100

  const k = (n: number) => (n + h / 30) % 12
  const a = s * Math.min(l, 1 - l)
  const f = (n: number) =>
    l - a * Math.max(-1, Math.min(k(n) - 3, Math.min(9 - k(n), 1)))
  return {
    r: Math.round(255 * f(0)),
    g: Math.round(255 * f(8)),
    b: Math.round(255 * f(4)),
  }
}

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在JavaScript中设置的hsl|a颜色值将立即转换为rgb|a。然后,您只需要访问计算出的样式值。

document.body.style.color = 'hsla(44, 100%, 50%, 0.8)';

console.log(window.getComputedStyle(document.body).color);

// displays: rgba(255, 187, 0, 0.8)

从技术上讲,我想这甚至不算是任何一行代码 - 它只是自动完成的。因此,根据您的环境,您可能只需要这个就可以了。并不是说这里没有很多非常周到的回答。我不知道您的目标是什么。

现在,如果您想从rbg|a转换为hsl|a怎么办?


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所有说 Garry Tan 的解决方案从 RGB 转换到 HSL 再转回来有误的人都是对的。这是因为他在代码中省略了数字的小数部分。我纠正了他的代码(JavaScript)。很抱歉链接是俄语,但英文版不存在 - HSL-wiki
function toHsl(r, g, b)
{
    r /= 255.0;
    g /= 255.0;
    b /= 255.0;
    var max = Math.max(r, g, b);
    var min = Math.min(r, g, b);
    var h, s, l = (max + min) / 2.0;

    if(max == min)
    {
        h = s = 0; 
    }
    else
    {
        var d = max - min;
        s = (l > 0.5 ? d / (2.0 - max - min) : d / (max + min));

        if(max == r && g >= b)
        {
            h = 1.0472 * (g - b) / d ;
        }
        else if(max == r && g < b)
        {
            h = 1.0472 * (g - b) / d + 6.2832;
        }
        else if(max == g)
        {
            h = 1.0472 * (b - r) / d + 2.0944;
        }
        else if(max == b)
        {
            h = 1.0472 * (r - g) / d + 4.1888;
        }
    }
    return {
        str: 'hsl(' + parseInt(h / 6.2832 * 360.0 + 0.5) + ',' + parseInt(s * 100.0 + 0.5) + '%,' + parseInt(l * 100.0 + 0.5) + '%)',
        obj: { h: parseInt(h / 6.2832 * 360.0 + 0.5), s: parseInt(s * 100.0 + 0.5), l: parseInt(l * 100.0 + 0.5) }
    };
};

1

Mohsen的回答中的Unity3D C#代码。

这是Mohsen在C#中特定用于Unity3D的答案中的代码。它是从Alec Thilenius上面给出的C#答案进行改编的。

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class ColorTools {

    /// <summary>
    /// Converts an HSL color value to RGB.
    /// Input: Vector4 ( X: [0.0, 1.0], Y: [0.0, 1.0], Z: [0.0, 1.0], W: [0.0, 1.0] )**strong text**
    /// Output: Color ( R: [0.0, 1.0], G: [0.0, 1.0], B: [0.0, 1.0], A: [0.0, 1.0] )
    /// </summary>
    /// <param name="hsl">Vector4 defining X = h, Y = s, Z = l, W = a. Ranges [0, 1.0]</param>
    /// <returns>RGBA Color. Ranges [0.0, 1.0]</returns>
    public static Color HslToRgba(Vector4 hsl)
    {
        float r, g, b;

        if (hsl.y == 0.0f)
            r = g = b = hsl.z;
        else
        {
            var q = hsl.z < 0.5f ? hsl.z * (1.0f + hsl.y) : hsl.z + hsl.y - hsl.z * hsl.y;
            var p = 2.0f * hsl.z - q;
            r = HueToRgb(p, q, hsl.x + 1.0f / 3.0f);
            g = HueToRgb(p, q, hsl.x);
            b = HueToRgb(p, q, hsl.x - 1.0f / 3.0f);
        }

        return new Color(r, g, b, hsl.w);
    }

    // Helper for HslToRgba
    private static float HueToRgb(float p, float q, float t)
    {
        if (t < 0.0f) t += 1.0f;
        if (t > 1.0f) t -= 1.0f;
        if (t < 1.0f / 6.0f) return p + (q - p) * 6.0f * t;
        if (t < 1.0f / 2.0f) return q;
        if (t < 2.0f / 3.0f) return p + (q - p) * (2.0f / 3.0f - t) * 6.0f;
        return p;
    }

    /// <summary>
    /// Converts an RGB color value to HSL.
    /// Input: Color ( R: [0.0, 1.0], G: [0.0, 1.0], B: [0.0, 1.0], A: [0.0, 1.0] )
    /// Output: Vector4 ( X: [0.0, 1.0], Y: [0.0, 1.0], Z: [0.0, 1.0], W: [0.0, 1.0] )
    /// </summary>
    /// <param name="rgba"></param>
    /// <returns></returns>
    public static Vector4 RgbaToHsl(Color rgba)
    {

        float max = (rgba.r > rgba.g && rgba.r > rgba.b) ? rgba.r : 
            (rgba.g > rgba.b) ? rgba.g : rgba.b;
        float min = (rgba.r < rgba.g && rgba.r < rgba.b) ? rgba.r : 
            (rgba.g < rgba.b) ? rgba.g : rgba.b;

        float h, s, l;
        h = s = l = (max + min) / 2.0f;

        if (max == min)
            h = s = 0.0f;
        else
        {
            float d = max - min;
            s = (l > 0.5f) ? d / (2.0f - max - min) : d / (max + min);

            if (rgba.r > rgba.g && rgba.r > rgba.b)
                h = (rgba.g - rgba.b) / d + (rgba.g < rgba.b ? 6.0f : 0.0f);

            else if (rgba.g > rgba.b)
                h = (rgba.b - rgba.r) / d + 2.0f;

            else
                h = (rgba.r - rgba.g) / d + 4.0f;

            h /= 6.0f;
        }

        return new Vector4(h, s, l, rgba.a);
    }

}

1

这是一个使用C++实现的代码,性能可能比@Mohsen的代码更好。它使用[0-6]范围表示色调,避免了除以6和乘以6的操作。S和L的范围是[0,1]。

void fromRGBtoHSL(float rgb[], float hsl[])
{
     const float maxRGB = max(rgb[0], max(rgb[1], rgb[2]));
     const float minRGB = min(rgb[0], min(rgb[1], rgb[2]));
     const float delta2 = maxRGB + minRGB;
     hsl[2] = delta2 * 0.5f;

     const float delta = maxRGB - minRGB;
     if (delta < FLT_MIN)
         hsl[0] = hsl[1] = 0.0f;
     else
     {
         hsl[1] = delta / (hsl[2] > 0.5f ? 2.0f - delta2 : delta2);
         if (rgb[0] >= maxRGB)
         {
             hsl[0] = (rgb[1] - rgb[2]) / delta;
             if (hsl[0] < 0.0f)
                 hsl[0] += 6.0f;
         }
         else if (rgb[1] >= maxRGB)
             hsl[0] = 2.0f + (rgb[2] - rgb[0]) / delta;
         else
             hsl[0] = 4.0f + (rgb[0] - rgb[1]) / delta;
     }
}

void fromHSLtoRGB(const float hsl[], float rgb[])
{
    if(hsl[1] < FLT_MIN)
        rgb[0] = rgb[1] = rgb[2] = hsl[2];
    else if(hsl[2] < FLT_MIN)
        rgb[0] = rgb[1] = rgb[2] = 0.0f;
    else
    {
        const float q = hsl[2] < 0.5f ? hsl[2] * (1.0f + hsl[1]) : hsl[2] + hsl[1] - hsl[2] * hsl[1];
        const float p = 2.0f * hsl[2] - q;
        float t[] = {hsl[0] + 2.0f, hsl[0], hsl[0] - 2.0f};

        for(int i=0; i<3; ++i)
        {
            if(t[i] < 0.0f)
                t[i] += 6.0f;
            else if(t[i] > 6.0f)
                t[i] -= 6.0f;

            if(t[i] < 1.0f)
                rgb[i] = p + (q - p) * t[i];
            else if(t[i] < 3.0f)
                rgb[i] = q;
            else if(t[i] < 4.0f)
                rgb[i] = p + (q - p) * (4.0f - t[i]);
            else
                rgb[i] = p;
          }
      }
}

1
当您需要RGB到HSV或HSV到RGB的转换时,请使用以下内容:
function rgbToHsv(r, g, b)
{
    r /= 255, g /= 255, b /= 255;

    var min = Math.min(r, g, b),
    max = Math.max(r, g, b),
    delta = max - min,
    h = 0, s = 0, v = max;

    if (min != max)
    {
        s = (delta / max);

        switch (max)
        {
            case r: h = (g - b) / delta + (g < b ? 6 : 0); break;
            case g: h = (b - r) / delta + 2; break;
            case b: h = (r - g) / delta + 4; break;
        }

        h /= 6;
    }

    return [h, s, v];
}

function hsvToRgb(h, s, v)
{
    var step = h / (1 / 6),
    pos = step - Math.floor(step), // the hue position within the current step
    m = (Math.floor(step) % 2) ? (1 - pos) * v : pos * v, // mix color value adjusted to the brightness(v)
    max = 1 * v,
    min = (1 - s) * v,
    med = m + ((1 - s) * (v - m)),
    r, g, b;

    switch (Math.floor(step))
    {
        case 0:
            r = max;
            g = med;
            b = min;
            break;
        case 1:
            r = med;
            g = max;
            b = min;
            break;
        case 2:
            r = min;
            g = max;
            b = med;
            break;
        case 3:
            r = min;
            g = med;
            b = max;
            break;
        case 4:
            r = med;
            g = min;
            b = max;
            break;
        case 5:
            r = max;
            g = min;
            b = med;
            break;
    }

    return [Math.round(r * 255), Math.round(g * 255), Math.round(b * 255)];
}

1

Java版本:

/*
Converts color from HSL/A format to RGB/A format
0 <= h <= 360
0 <= s, l, a <= 1
Based on: https://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV#:~:text=%5Bedit%5D-,HSL%20to%20RGB%5Bedit%5D,-Given%20a%20color
 */
public RGB toRGB(double h, double s, double l, Double a) {
    double c = (1 - Math.abs(2 * l - 1)) * s;
    double x = c * (1 - Math.abs((h / 60) % 2 - 1));
    double m = l - c / 2;
    int[] RGBTag = Arrays.stream(getRGBTag(c, x)).mapToInt(e -> (int)Math.round((e + m) * 255)).toArray();
    return RGB(RGBTag[0], RGBTag[1], RGBTag[2], a);
}

private double[] getRGBTag(double c, double x) {
    if (h < 60) {
        return new double[] {c, x, 0};
    } else if (h < 120) {
        return new double[] {x, c, 0};
    } else if (h < 180) {
        return new double[] {0, c, x};
    } else if (h < 240) {
        return new double[] {0, x, c};
    } else if (h < 300) {
        return new double[] {x, 0, c};
    }
    return new double[] {c, 0, x};
}

1
我修改了@moshen的答案,在Python中使用了numpy向量化。结果比使用colorsys.hsl_to_rgb对图像进行两次for循环快了几百倍。

import time

def hue_to_rgb(p, q, t):
    t = t % 1.0
    condlist = [t < 1/6, t < 1/2, t < 2/3]
    choicelist = [p + (q - p) * 6 * t, q, p + (q - p) * (2/3 - t) * 6]
    return np.select(condlist, choicelist, p)

def fast_hls_to_rgb(hls):
    h = hls[..., 0]
    l = hls[..., 1]
    s = hls[..., 2]
    q = np.where(l < 0.5, l * (1 + s), l + s - l * s)
    p = 2 * l - q
    return np.stack((hue_to_rgb(p, q, h + 1/3), hue_to_rgb(p, q, h), hue_to_rgb(p, q, h - 1/3)), axis=-1)

hls = np.empty((image_shape, 3))
hls[..., 0] = hue
hls[..., 1] = lightness
hls[..., 2] = saturation

# compute the rgb using colorssys and report the time required
start = time.perf_counter()
rgb = np.empty((*image_shape, 3))
for i in range(image_shape[0]):
    for j in range(image_shape[1]):
        rgb[i, j] = colorsys.hls_to_rgb(hls[i, j, 0], hls[i, j, 1], hls[i, j, 2])
end = time.perf_counter()
print(end - start)
# compute the rgb using fast_hsl_to_rgb and report the time required
start = time.perf_counter()
rgb = fast_hls_to_rgb(hls)
end = time.perf_counter()
print(end - start)

plt.figure(figsize=(18, 18))
plt.imshow(rgb)
plt.axis('off')
plt.show()

输出结果为(针对815 x 1024大小的图像):

1.1594520434737206 # time taken to convert with for loops
0.06863640993833542 # time taken to convert with np vectorized

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可以查看英文原文,
原文链接