生成随机颜色并排除旧颜色的最佳方法

Question

生成随机颜色并排除旧颜色的最佳方法

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我不确定如何准确表达标题的意思，但我想在对象上每秒生成一种随机颜色。我还希望这种颜色与对象已有的旧颜色不相似。如果当前随机颜色与对象已有的颜色相同，则重新生成随机颜色。该对象仅是一个Text组件。

这是我用来生成颜色的函数：

public Color genRandomColor()
{
    float r, g, b;
    r = UnityEngine.Random.Range(0f, 1f);
    g = UnityEngine.Random.Range(0f, 1f);
    b = UnityEngine.Random.Range(0f, 1f);

    return new Color(r, g, b);
}

为了比较颜色是否相似，我将从此答案中的函数移植并用于C#。

public double ColourDistance(Color32 c1, Color32 c2)
{
    double rmean = (c1.r + c2.r) / 2;
    int r = c1.r - c2.r;
    int g = c1.g - c2.g;
    int b = c1.b - c2.b;
    double weightR = 2 + rmean / 256;
    double weightG = 4.0;
    double weightB = 2 + (255 - rmean) / 256;
    return Math.Sqrt(weightR * r * r + weightG * g * g + weightB * b * b);
}

我将随机颜色生成器放在while循环中的协程函数内，以使其一遍又一遍地运行，直到生成的颜色不相似。我使用“yield return null;”每次生成随机颜色时等待一帧，以确保不会冻结程序。

const float threshold = 400f;
bool keepRunning = true;

while (keepRunning)
{
    Text text = obj.GetComponent<Text>();

    //Generate new color but make sure it's not similar to the old one
    Color randColor = genRandomColor();
    while ((ColourDistance(text.color, randColor) <= threshold))
    {
        Debug.Log("Color not original. Generating a new Color next frame");
        randColor = genRandomColor();
        yield return null;
    }

    text.color = randColor;
    yield return new WaitForSeconds(1f);
}

所有东西看起来都运转正常，只有一个小问题。

问题是有时需要1到3秒钟才能重新生成与旧颜色不相似的颜色。我删除了yield return null;以防止它在每帧等待，现在似乎可以工作，但我冒着整个游戏冻结的风险，因为现在我正在使用随机函数控制while循环。已经注意到了微小的停顿，这不好。

有没有更好的方法来生成一个与对象新颜色不相似的随机颜色，而不会冻结游戏或等待几秒钟？

- Programmer

为什么不提前生成一个颜色数组，然后随机从中选择值呢？这样可以节省一些运行时间... - Zohar Peled

Zohar说的和我一样。我不能在另一个线程中使用Unity的API(Random) Thread。虽然我可以使用C#标准的Random API，但我试图避免使用存储在集合中的预定颜色。就像我的第一个回复一样，我希望颜色尽可能独特，而不是有时重新使用一些颜色。你的“Thread”建议是一个好主意，我会研究一下。 - Programmer

我之前的评论没有解释清楚。请记住，我不是在生成随机数。如果我是在生成随机数，我会采用这种方法。我是为了颜色而这样做。如果我必须预先填充它们，那么我更有可能在数组或哈希集中看到相似的颜色被反复使用。我想减少再次看到完全相同颜色的机会。 - Programmer

是的，如果在那个场次中有那么多玩家，否则就少一些。 - Programmer

每个玩家的计算机上都会生成4种颜色，而不是在同一台计算机上生成。这4种颜色必须至少是独特的。如果最后生成的颜色是蓝色，则下一个生成的颜色也可以是蓝色，但是更亮或更暗的蓝色。它不能是上次生成的确切蓝色。这减少了这8个玩家拥有太多相同类似颜色的机会。我觉得我让每个人都感到困惑了... - Programmer

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2个回答

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这里有另一个想法：

不要生成RGB分量，而是生成一个HSV组合（并进行转换）。就人眼而言，色相差异约为15度（在0-1刻度上约为0.05）足以被认为是不同的颜色。这是唯一重要的值。

例如，这是一个图像，顶部是红色（“0度”），底部是4种颜色：沿着“色相”滑块的7、15、30和60度。

“7度的差异可以看到，但看起来太接近了。15度的偏移肯定是不同的颜色（即使我会称它和下一个颜色都是“橙色”，它们至少是不同的橙色）。

您可以选择任何阈值，并生成新的颜色，直到新颜色与旧颜色相比超过您的阈值为止。对于亮度和饱和度，您几乎可以生成从0到1的任何值，因为即使值与前一个颜色完全相同，最小强制色相差异将导致产生足够不同的颜色。

然后，从HSV转换为RGB非常容易。”

我在两种不同的语言中做过这种事情，其中一种是为了一个项目而生成两到三种“不同颜色”，同时确保亮度足够高（即我不想让“黑色”成为可能），所以HSV是唯一明智的解决方案：我可以生成随机色调，将值和饱和度设为最大（例如随机范围[0.8,1.0]）。另一个项目中，我将两个图像合并成一个纹理：我希望保持第一个图像的相同色调和饱和度，但根据第二个图像调整价值。

根据您的目标，您还可以偏置饱和度和价值数字，如果饱和度或价值过低（低于0.5），则色调会开始模糊在一起，并且过于相似（颜色会变得混浊）。或者，您可以生成介于0和1之间的单个浮点数，并将饱和度设置为该数字，将价值设置为1减去该数字。

- Draco18s no longer trusts SE

可以的，这也很容易实现。谢谢。 - Programmer

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可以查看英文原文，
原文链接

- Kay · Accepted Answer

我会采用不同的方法：

在[0;2]范围内生成一个代表红、绿、蓝的随机整数
将第一步中确定的颜色加上0.5，但如果大于1则减去-1
在[0;1]范围内生成两个独立的随机浮点数，分别作为剩余两个颜色分量

例子：假设我们有C1 = (R1; G1; B1) = (0.71; 0.22; 0.83)

假设第一步产生索引0，即红色
所以我们取R1 + 0.5 = 0.71 + 0.5f = 0.21f
我们将G2和B2创建为新的绿色和蓝色分量，并得到(0.21f; G2; B2)

即使G2和B2与它们的前任相同，由于R2被移动，新颜色仍然明显不同

更新代码

public static class RandomColorGenerator
{
    public static Color GetNextPseudoRandomColor(Color current)
    {
        int keep = new System.Random().Next(0, 2);
        float red = UnityEngine.Random.Range(0f, 1f);
        float green = UnityEngine.Random.Range(0f, 1f);
        float blue = UnityEngine.Random.Range(0f, 1f);
        Color c = new Color(red, green, blue);
        float fixedComp = c[keep] + 0.5f;
        c[keep] = fixedComp - Mathf.Floor(fixedComp);
        return c;
    }
}

测试：

public class RandomColorTest
{
    [Test]
    public void TestColorGeneration()
    {
        Color c = Color.magenta;
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            Vector3 pos = new Vector3(i / 20f, 0f, 0f);
            c = RandomColorGenerator.GetNextPseudoRandomColor(c); 
            Debug.Log(i + " = " + c);
            Debug.DrawRay(pos, Vector3.up, c);
        }
    }
}

在运行编辑器测试后，在场景视图中(0; 0; 0)周围的结果为：