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如何将RGB颜色转换为HSV？

c#colorsrgbhsv
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我该如何在C#中将RGB颜色转换为HSV颜色空间？
我搜索了一种不使用任何外部库的快速方法。

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不是完全的重复。HSL不等于HSV。 - Adam Rosenfield
如何将HSL文章中的代码适应于HSV解决方案？ - Tom Smykowski
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维基百科：HSV 和 HSL 在数学上都是圆柱形，但可以从概念上将 HSV 视为颜色的倒置锥体，而将 HSL 视为双锥体或球体。虽然 HSL 和 HSV 中的“色相”指的是同一属性，但它们对“饱和度”的定义却有很大不同。 - BlaM
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@Adam：我希望Paint.NET的开发人员能够解决这个问题！ :) - leppie
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重申一下：HSV 和 HSL 很不相同。HSV 有时被称为 HSB（尤其是在 Photoshop 和 .NET 中）。 - Ian Boyd
7个回答
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请注意，Color.GetSaturation()和Color.GetBrightness()返回的是HSL值，而不是HSV值。
以下代码演示了这种差异。
Color original = Color.FromArgb(50, 120, 200);
// original = {Name=ff3278c8, ARGB=(255, 50, 120, 200)}

double hue;
double saturation;
double value;
ColorToHSV(original, out hue, out saturation, out value);
// hue        = 212.0
// saturation = 0.75
// value      = 0.78431372549019607

Color copy = ColorFromHSV(hue, saturation, value);
// copy = {Name=ff3278c8, ARGB=(255, 50, 120, 200)}

// Compare that to the HSL values that the .NET framework provides: 
original.GetHue();        // 212.0
original.GetSaturation(); // 0.6
original.GetBrightness(); // 0.490196079

以下是您需要的C#代码，它使用在维基百科上描述的算法在RGB和HSV之间进行转换。范围为0-360的色调（hue），以及0-1的饱和度（saturation）或值（value）。
public static void ColorToHSV(Color color, out double hue, out double saturation, out double value)
{
    int max = Math.Max(color.R, Math.Max(color.G, color.B));
    int min = Math.Min(color.R, Math.Min(color.G, color.B));

    hue = color.GetHue();
    saturation = (max == 0) ? 0 : 1d - (1d * min / max);
    value = max / 255d;
}

public static Color ColorFromHSV(double hue, double saturation, double value)
{
    int hi = Convert.ToInt32(Math.Floor(hue / 60)) % 6;
    double f = hue / 60 - Math.Floor(hue / 60);

    value = value * 255;
    int v = Convert.ToInt32(value);
    int p = Convert.ToInt32(value * (1 - saturation));
    int q = Convert.ToInt32(value * (1 - f * saturation));
    int t = Convert.ToInt32(value * (1 - (1 - f) * saturation));

    if (hi == 0)
        return Color.FromArgb(255, v, t, p);
    else if (hi == 1)
        return Color.FromArgb(255, q, v, p);
    else if (hi == 2)
        return Color.FromArgb(255, p, v, t);
    else if (hi == 3)
        return Color.FromArgb(255, p, q, v);
    else if (hi == 4)
        return Color.FromArgb(255, t, p, v);
    else
        return Color.FromArgb(255, v, p, q);
}
有没有想法如何将饱和度从0-1转换为MS Paint使用的饱和度值（即0-240刻度）？ - Jake Drew
好的回答！也许考虑使用float而不是double，以保持与.NET color.GetHue()返回值的一致性？ - WSBT
不知道我是否做错了什么，但这对函数对我来说并没有往返。执行 ToHSV(FromHSV(32,1, 1)) 返回 32，但 ToHSV(FromHSV(33,1, 1)) 返回 32.9411773。ToHSV(FromHSV(34,1, 1)) 返回 33.8823547。ToHSV(FromHSV(35,1, 1)) 返回 35.0588264。ToHSV(FromHSV(36,1, 1)) 再次返回 36。看起来倍数为 4 的工作正常，而其他的则会被多个 1/17 的倍数移位。现在这个神奇的数字从哪里来，我也不知道。 - dotNET
1
明白了。HSV变量使用的是double类型，其精度比8位RGB通道所能容纳的要高得多。因此，无法实现100%的往返映射。不过，我想知道这些函数是否可以改进，以便在RGB子集上安全地执行。 - dotNET
@Greg：请原谅我的无知问题（因为我正在学习中，可能错过了一些C#课程），但是...你会如何获取这个值呢？ 该问题暗示了检索转换后的值的一种方法。 在我的知识范围内，您的方法请求用户想要检索的参数，并且没有返回任何内容。你能否请教我一下呢？ - user12761381
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你考虑过直接使用System.Drawing命名空间吗？例如：

System.Drawing.Color color = System.Drawing.Color.FromArgb(red, green, blue);
float hue = color.GetHue();
float saturation = color.GetSaturation();
float lightness = color.GetBrightness();

请注意，这并不完全是你所要求的（参见HSL和HSV之间的差异），而且Color类没有从HSL / HSV的转换方式，但后者相当容易添加。

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正如你所指出的那样，这并没有回答问题，因为这些方法提供的是RGB到HSL的转换，而不是RGB到HSV的转换。 - Greg
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@greg: 我同意，这将导致可怕的结果，因为我自己也有过类似的经历。 - leppie
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由于这不是问题的答案。HSV与HSL非常不同。注意: HSV有时被称为HSB（特别是在Photoshop和.NET中）。 - Ian Boyd
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我不确定lightness、brightness和value之间的区别是什么（一直以为它们是同义词），但是看了System.Drawing.Color的实现后，我发现它并不基于NTSC对红、绿、蓝三色的权重，而是将它们视为相同的，导致结果不够优化。 - Itai Bar-Haim
1
@IanBoyd 尽管您针对 HSV、HSL 和 HSB 的陈述是正确的，但问题在于 System.Drawing 实现的 HSB 实际上是个误称：他们实现的是 HSL。.NET API 表明 Color.GetBrightness() 返回亮度，而不是值（即，它不是 HSV 中的“V”，而是 HSL 中的“L”）。 - Informagic
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这个实现不正确。它似乎是基于这个示例代码，但缺少一个部分（归一化部分）。这让我卡了一段时间！ - Dan Messing
3
这是我从BlaM的帖子中移植过来的VB.net版本，对我来说很好用。

这里有一个C实现:

http://www.cs.rit.edu/~ncs/color/t_convert.html

应该很容易转换成C#，因为几乎没有调用函数，只有计算。

Public Sub HSVtoRGB(ByRef r As Double, ByRef g As Double, ByRef b As Double, ByVal h As Double, ByVal s As Double, ByVal v As Double)
    Dim i As Integer
    Dim f, p, q, t As Double

    If (s = 0) Then
        ' achromatic (grey)
        r = v
        g = v
        b = v
        Exit Sub
    End If

    h /= 60 'sector 0 to 5
    i = Math.Floor(h)
    f = h - i 'factorial part of h
    p = v * (1 - s)
    q = v * (1 - s * f)
    t = v * (1 - s * (1 - f))

    Select Case (i)
        Case 0
            r = v
            g = t
            b = p
            Exit Select
        Case 1
            r = q
            g = v
            b = p
            Exit Select
        Case 2
            r = p
            g = v
            b = t
            Exit Select
        Case 3
            r = p
            g = q
            b = v
            Exit Select
        Case 4
            r = t
            g = p
            b = v
            Exit Select
        Case Else   'case 5:
            r = v
            g = p
            b = q
            Exit Select
    End Select
End Sub
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我也有同样的需求，所以我来分享目前我找到的最好和最简单的解决方案。

以下是Greg的答案（在这里找到）的修改版；但是代码更加谦逊易懂。

对于那些正在学习的人，我添加了一些值得检查的参考资料，以便更好地理解。

参考资料

  1. “Lukas Stratmann” HSV模型工具（包括其他模型系统：CMY / CMYK / HSL）
  2. “图形设计中的HSV颜色模型”
  3. “确定RGB颜色的感知亮度的公式”
  4. 从RGB获取色调的最快公式
  5. “颜色转换算法”
  6. “将RGB颜色模型更改为HSV颜色模型的程序”
  7. “RGB到HSV颜色转换算法”
  8. “RGB到HSV颜色空间转换（C）”
  9. “如何将RGB颜色转换为HSV”

代码

    /// <summary> Convert RGB Color to HSV. </summary>
    /// <param name="color"></param>
    /// <returns> A double[] Containing HSV Color Values. </returns>
    public double[] rgbToHSV(Color color)
    {
        double[] output = new double[3];

        double hue, saturation, value;

        int max = Math.Max(color.R, Math.Max(color.G, color.B));
        int min = Math.Min(color.R, Math.Min(color.G, color.B));

        hue = color.GetHue();
        saturation = (max == 0) ? 0 : 1d - (1d * min / max);
        value = max / 255d;

        output[0] = hue;
        output[1] = saturation;
        output[2] = value;

        return output;
    }
注意：Greg的链接答案还包括ColorFromHSV，它是相反的方向。 - ToolmakerSteve
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首先，请确保您有一个位图颜色，就像这样：

Bitmap bmp = (Bitmap)pictureBox1.Image.Clone();
paintcolor = bmp.GetPixel(e.X, e.Y);

(e是从事件处理程序中选择我的颜色！)

当我遇到这个问题时，我首先获取了rgba（红，绿，蓝和alpha）值。接下来我创建了3个浮点数：float hue，float saturation，float brightness。然后你只需要执行：

hue = yourcolor.Gethue;
saturation = yourcolor.GetSaturation;
brightness = yourcolor.GetBrightness;

整个东西看起来像这样：
Bitmap bmp = (Bitmap)pictureBox1.Image.Clone();
            paintcolor = bmp.GetPixel(e.X, e.Y);
            float hue;
            float saturation;
            float brightness;
            hue = paintcolor.GetHue();
            saturation = paintcolor.GetSaturation();
            brightness = paintcolor.GetBrightness();

如果你现在想要在标签中显示它们，只需执行以下操作：
yourlabelname.Text = hue.ToString;
yourlabelname.Text = saturation.ToString;
yourlabelname.Text = brightness.ToString;

好了，现在你已经将RGB值转换为HSV值了 :)

希望这能帮到你

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这不是HSV而是HSL。https://dev59.com/NGUo5IYBdhLWcg3w7S-T - Sha
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可以查看英文原文，
原文链接