Algoritmo para converter RGB em HSV e HSV em RGB no intervalo 0-255 para ambos

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Estou procurando um conversor de espaço de cores de RGB para HSV, especificamente para a faixa de 0 a 255 para ambos os espaços de cores.

c++ c algorithm jmasterx
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Respostas:

133

Eu usei isso por um longo tempo - não tenho ideia de onde eles vieram neste ponto ... Observe que as entradas e saídas, exceto para o ângulo em graus, estão na faixa de 0 a 1,0.

NOTA: este código não faz nenhuma verificação real de sanidade nas entradas. Prossiga com cuidado!

typedef struct {
    double r;       // a fraction between 0 and 1
    double g;       // a fraction between 0 and 1
    double b;       // a fraction between 0 and 1
} rgb;

typedef struct {
    double h;       // angle in degrees
    double s;       // a fraction between 0 and 1
    double v;       // a fraction between 0 and 1
} hsv;

static hsv   rgb2hsv(rgb in);
static rgb   hsv2rgb(hsv in);

hsv rgb2hsv(rgb in)
{
    hsv         out;
    double      min, max, delta;

    min = in.r < in.g ? in.r : in.g;
    min = min  < in.b ? min  : in.b;

    max = in.r > in.g ? in.r : in.g;
    max = max  > in.b ? max  : in.b;

    out.v = max;                                // v
    delta = max - min;
    if (delta < 0.00001)
    {
        out.s = 0;
        out.h = 0; // undefined, maybe nan?
        return out;
    }
    if( max > 0.0 ) { // NOTE: if Max is == 0, this divide would cause a crash
        out.s = (delta / max);                  // s
    } else {
        // if max is 0, then r = g = b = 0              
        // s = 0, h is undefined
        out.s = 0.0;
        out.h = NAN;                            // its now undefined
        return out;
    }
    if( in.r >= max )                           // > is bogus, just keeps compilor happy
        out.h = ( in.g - in.b ) / delta;        // between yellow & magenta
    else
    if( in.g >= max )
        out.h = 2.0 + ( in.b - in.r ) / delta;  // between cyan & yellow
    else
        out.h = 4.0 + ( in.r - in.g ) / delta;  // between magenta & cyan

    out.h *= 60.0;                              // degrees

    if( out.h < 0.0 )
        out.h += 360.0;

    return out;
}


rgb hsv2rgb(hsv in)
{
    double      hh, p, q, t, ff;
    long        i;
    rgb         out;

    if(in.s <= 0.0) {       // < is bogus, just shuts up warnings
        out.r = in.v;
        out.g = in.v;
        out.b = in.v;
        return out;
    }
    hh = in.h;
    if(hh >= 360.0) hh = 0.0;
    hh /= 60.0;
    i = (long)hh;
    ff = hh - i;
    p = in.v * (1.0 - in.s);
    q = in.v * (1.0 - (in.s * ff));
    t = in.v * (1.0 - (in.s * (1.0 - ff)));

    switch(i) {
    case 0:
        out.r = in.v;
        out.g = t;
        out.b = p;
        break;
    case 1:
        out.r = q;
        out.g = in.v;
        out.b = p;
        break;
    case 2:
        out.r = p;
        out.g = in.v;
        out.b = t;
        break;

    case 3:
        out.r = p;
        out.g = q;
        out.b = in.v;
        break;
    case 4:
        out.r = t;
        out.g = p;
        out.b = in.v;
        break;
    case 5:
    default:
        out.r = in.v;
        out.g = p;
        out.b = q;
        break;
    }
    return out;     
}
David H
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13
@ Stargazer712 Se você fizer as contas, deve ser ==, mas se você usar isso, poderá receber uma reclamação sobre a comparação de flutuadores. Embora teoricamente seja impossível que seja>, usar "> =" em vez de "==" desliga o erro do compilador que recebo no Mac usando llvm / Xcode,
David H
4
@Gerard out está em graus. 60 é 1/6 de um círculo completo. Isso não é radianos.
David H
4
A razão para o >=erro do compilador e é porque double == doubleé inválido e ilegal na maioria dos compiladores. Aritmética de vírgula flutuante e armazenamento de vírgula flutuante significam que dois valores podem ser iguais em valor aproximado , mas não iguais em valor armazenado, embora formulaicamente sejam iguais. Você deve fazer abs(double_a - double_b) <= epsilononde épsilon tem algum valor, normalmente 1e-4.
Brandon LeBlanc
1
Para rgb2hsv, onde in.r> = max, por que o código não está usando o operador mod? O out.h não deveria ser calculado como "out.h = ((in.g - in.b) / delta)% 6;" ?
craigrf
5
@JoachimBrandonLeBlanc: "double == double é inválido e ilegal na maioria dos compiladores" Isso não é verdade. Comparar dois valores de ponto flutuante para igualdade é completamente bem definido e uma coisa legal a se fazer . Nenhum compilador convencional e / ou compatível o impedirá de fazer isso. O problema é que você pode não obter a resposta que realmente queria e provavelmente pretendia realizar uma comparação mais ampla.
Lightness Races in Orbit
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Você também pode tentar este código sem flutuações (mais rápido, mas menos preciso):

typedef struct RgbColor
{
    unsigned char r;
    unsigned char g;
    unsigned char b;
} RgbColor;

typedef struct HsvColor
{
    unsigned char h;
    unsigned char s;
    unsigned char v;
} HsvColor;

RgbColor HsvToRgb(HsvColor hsv)
{
    RgbColor rgb;
    unsigned char region, remainder, p, q, t;

    if (hsv.s == 0)
    {
        rgb.r = hsv.v;
        rgb.g = hsv.v;
        rgb.b = hsv.v;
        return rgb;
    }

    region = hsv.h / 43;
    remainder = (hsv.h - (region * 43)) * 6; 

    p = (hsv.v * (255 - hsv.s)) >> 8;
    q = (hsv.v * (255 - ((hsv.s * remainder) >> 8))) >> 8;
    t = (hsv.v * (255 - ((hsv.s * (255 - remainder)) >> 8))) >> 8;

    switch (region)
    {
        case 0:
            rgb.r = hsv.v; rgb.g = t; rgb.b = p;
            break;
        case 1:
            rgb.r = q; rgb.g = hsv.v; rgb.b = p;
            break;
        case 2:
            rgb.r = p; rgb.g = hsv.v; rgb.b = t;
            break;
        case 3:
            rgb.r = p; rgb.g = q; rgb.b = hsv.v;
            break;
        case 4:
            rgb.r = t; rgb.g = p; rgb.b = hsv.v;
            break;
        default:
            rgb.r = hsv.v; rgb.g = p; rgb.b = q;
            break;
    }

    return rgb;
}

HsvColor RgbToHsv(RgbColor rgb)
{
    HsvColor hsv;
    unsigned char rgbMin, rgbMax;

    rgbMin = rgb.r < rgb.g ? (rgb.r < rgb.b ? rgb.r : rgb.b) : (rgb.g < rgb.b ? rgb.g : rgb.b);
    rgbMax = rgb.r > rgb.g ? (rgb.r > rgb.b ? rgb.r : rgb.b) : (rgb.g > rgb.b ? rgb.g : rgb.b);

    hsv.v = rgbMax;
    if (hsv.v == 0)
    {
        hsv.h = 0;
        hsv.s = 0;
        return hsv;
    }

    hsv.s = 255 * long(rgbMax - rgbMin) / hsv.v;
    if (hsv.s == 0)
    {
        hsv.h = 0;
        return hsv;
    }

    if (rgbMax == rgb.r)
        hsv.h = 0 + 43 * (rgb.g - rgb.b) / (rgbMax - rgbMin);
    else if (rgbMax == rgb.g)
        hsv.h = 85 + 43 * (rgb.b - rgb.r) / (rgbMax - rgbMin);
    else
        hsv.h = 171 + 43 * (rgb.r - rgb.g) / (rgbMax - rgbMin);

    return hsv;
}

Observe que este algoritmo usa 0-255como seu intervalo (não 0-360) conforme solicitado pelo autor desta pergunta.

Leszek Szary
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7
Você pode converter todas as 16.777.216 cores RGB possíveis em HSV e novamente em RGB. Infelizmente, usando esse algoritmo, você descobrirá que algumas cores não funcionarão bem. Talvez eles pareçam perceptivelmente o mesmo, mas numericamente há uma diferença substancial, por exemplo, (0, 237, 11) irá de ida e volta para (0, 237, 0) etc. Este não é o caso ao usar o algoritmo de David H baseado em cálculos de ponto flutuante .
Martin Liversage
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@ rightaway717 - isso me dá a faixa completa, talvez você esteja usando 0-360 como faixa? Este algoritmo (felizmente) usa 0x00 - 0xFF como seu intervalo
Anne Quinn
@AnneQuinn correto! Eu esperava que fosse 0-360, mas simplesmente não tive paixão suficiente para descobrir o que estava errado, quando vi que a resposta aceita funcionava. Acho que Leszek deveria ter mencionado a faixa de matiz na resposta, mas agradeço a ele por postar de qualquer maneira.
imediatamente 717
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Escrevi isso em HLSL para nosso mecanismo de renderização, mas não há condições:

    float3  HSV2RGB( float3 _HSV )
    {
        _HSV.x = fmod( 100.0 + _HSV.x, 1.0 );                                       // Ensure [0,1[

        float   HueSlice = 6.0 * _HSV.x;                                            // In [0,6[
        float   HueSliceInteger = floor( HueSlice );
        float   HueSliceInterpolant = HueSlice - HueSliceInteger;                   // In [0,1[ for each hue slice

        float3  TempRGB = float3(   _HSV.z * (1.0 - _HSV.y),
                                    _HSV.z * (1.0 - _HSV.y * HueSliceInterpolant),
                                    _HSV.z * (1.0 - _HSV.y * (1.0 - HueSliceInterpolant)) );

        // The idea here to avoid conditions is to notice that the conversion code can be rewritten:
        //    if      ( var_i == 0 ) { R = V         ; G = TempRGB.z ; B = TempRGB.x }
        //    else if ( var_i == 2 ) { R = TempRGB.x ; G = V         ; B = TempRGB.z }
        //    else if ( var_i == 4 ) { R = TempRGB.z ; G = TempRGB.x ; B = V     }
        // 
        //    else if ( var_i == 1 ) { R = TempRGB.y ; G = V         ; B = TempRGB.x }
        //    else if ( var_i == 3 ) { R = TempRGB.x ; G = TempRGB.y ; B = V     }
        //    else if ( var_i == 5 ) { R = V         ; G = TempRGB.x ; B = TempRGB.y }
        //
        // This shows several things:
        //  . A separation between even and odd slices
        //  . If slices (0,2,4) and (1,3,5) can be rewritten as basically being slices (0,1,2) then
        //      the operation simply amounts to performing a "rotate right" on the RGB components
        //  . The base value to rotate is either (V, B, R) for even slices or (G, V, R) for odd slices
        //
        float   IsOddSlice = fmod( HueSliceInteger, 2.0 );                          // 0 if even (slices 0, 2, 4), 1 if odd (slices 1, 3, 5)
        float   ThreeSliceSelector = 0.5 * (HueSliceInteger - IsOddSlice);          // (0, 1, 2) corresponding to slices (0, 2, 4) and (1, 3, 5)

        float3  ScrollingRGBForEvenSlices = float3( _HSV.z, TempRGB.zx );           // (V, Temp Blue, Temp Red) for even slices (0, 2, 4)
        float3  ScrollingRGBForOddSlices = float3( TempRGB.y, _HSV.z, TempRGB.x );  // (Temp Green, V, Temp Red) for odd slices (1, 3, 5)
        float3  ScrollingRGB = lerp( ScrollingRGBForEvenSlices, ScrollingRGBForOddSlices, IsOddSlice );

        float   IsNotFirstSlice = saturate( ThreeSliceSelector );                   // 1 if NOT the first slice (true for slices 1 and 2)
        float   IsNotSecondSlice = saturate( ThreeSliceSelector-1.0 );              // 1 if NOT the first or second slice (true only for slice 2)

        return  lerp( ScrollingRGB.xyz, lerp( ScrollingRGB.zxy, ScrollingRGB.yzx, IsNotSecondSlice ), IsNotFirstSlice );    // Make the RGB rotate right depending on final slice index
    }
Patapom
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2
Você tem a conversão de outra forma (RGB2HSV)? usando a mesma abordagem?
Carlos Barcellos
8

Aqui está uma implementação C baseada em Computação Gráfica e Modelagem Geométrica da Agoston : Implementação e Algoritmos p. 304, com H ∈ [0, 360] e S , V ∈ [0, 1].

#include <math.h>

typedef struct {
    double r;       // ∈ [0, 1]
    double g;       // ∈ [0, 1]
    double b;       // ∈ [0, 1]
} rgb;

typedef struct {
    double h;       // ∈ [0, 360]
    double s;       // ∈ [0, 1]
    double v;       // ∈ [0, 1]
} hsv;

rgb hsv2rgb(hsv HSV)
{
    rgb RGB;
    double H = HSV.h, S = HSV.s, V = HSV.v,
            P, Q, T,
            fract;

    (H == 360.)?(H = 0.):(H /= 60.);
    fract = H - floor(H);

    P = V*(1. - S);
    Q = V*(1. - S*fract);
    T = V*(1. - S*(1. - fract));

    if      (0. <= H && H < 1.)
        RGB = (rgb){.r = V, .g = T, .b = P};
    else if (1. <= H && H < 2.)
        RGB = (rgb){.r = Q, .g = V, .b = P};
    else if (2. <= H && H < 3.)
        RGB = (rgb){.r = P, .g = V, .b = T};
    else if (3. <= H && H < 4.)
        RGB = (rgb){.r = P, .g = Q, .b = V};
    else if (4. <= H && H < 5.)
        RGB = (rgb){.r = T, .g = P, .b = V};
    else if (5. <= H && H < 6.)
        RGB = (rgb){.r = V, .g = P, .b = Q};
    else
        RGB = (rgb){.r = 0., .g = 0., .b = 0.};

    return RGB;
}
Geremia
fonte
Existe código C semelhante para a conversão de HSV para RGB? Obrigado!
user3236841 01 de
@ user3236841 O pseudo-código para isso está na página anterior (p. 303) de Computação Gráfica e Modelagem Geométrica da Agoston : Implementação e Algoritmos .
Geremia
7

isso deve estar aqui: funciona de qualquer maneira. E parece bom em comparação com os anteriores.

código hlsl

        float3 Hue(float H)
        {
            half R = abs(H * 6 - 3) - 1;
            half G = 2 - abs(H * 6 - 2);
            half B = 2 - abs(H * 6 - 4);
            return saturate(half3(R,G,B));
        }

        half4 HSVtoRGB(in half3 HSV)
        {
            return half4(((Hue(HSV.x) - 1) * HSV.y + 1) * HSV.z,1);
        }

float3 é o tipo de dados vector3 de precisão de 16 bits, ou seja, float3 hue () retorna um tipo de dados (x, y, z) por exemplo (r, g, b), metade é o mesmo com metade da precisão, 8 bits, um float4 é (r, g, b, a) 4 valores.

aliential
fonte
3
Precisa de algumas definições de tipo para half, half4, half3, float3, et cetera.
Quuxplusone
1
metade4 é a cor (r, g, b, a) ou qualquer flutuante de precisão 4x meia, pode ser precisão total também, é apenas um vetor4
aliential
o que é saturado ()?
TatiOverflow,
saturate () está disponível em referência de código HLSL: saturate (x) dá x fixado / cortado entre 0 e 1 docs.microsoft.com/en-us/windows/desktop/direct3dhlsl/…
aliential
Você poderia explicar a instrução de retorno em HSVtoRGB? Parece ser o vetor RGB de 3 elementos retornado por Hue multiplicado por um escalar - resultando em algo como [k r, k g, k * b, 1]
pathfinder
5

A resposta de @finas tem um problema de estouro no Arduio conforme você diminui a saturação. Aqui está com alguns valores convertidos em int para evitar isso.

typedef struct RgbColor
{
    unsigned char r;
    unsigned char g;
    unsigned char b;
} RgbColor;

typedef struct HsvColor
{
    unsigned char h;
    unsigned char s;
    unsigned char v;
} HsvColor;

RgbColor HsvToRgb(HsvColor hsv)
{
    RgbColor rgb;
    unsigned char region, p, q, t;
    unsigned int h, s, v, remainder;

    if (hsv.s == 0)
    {
        rgb.r = hsv.v;
        rgb.g = hsv.v;
        rgb.b = hsv.v;
        return rgb;
    }

    // converting to 16 bit to prevent overflow
    h = hsv.h;
    s = hsv.s;
    v = hsv.v;

    region = h / 43;
    remainder = (h - (region * 43)) * 6; 

    p = (v * (255 - s)) >> 8;
    q = (v * (255 - ((s * remainder) >> 8))) >> 8;
    t = (v * (255 - ((s * (255 - remainder)) >> 8))) >> 8;

    switch (region)
    {
        case 0:
            rgb.r = v;
            rgb.g = t;
            rgb.b = p;
            break;
        case 1:
            rgb.r = q;
            rgb.g = v;
            rgb.b = p;
            break;
        case 2:
            rgb.r = p;
            rgb.g = v;
            rgb.b = t;
            break;
        case 3:
            rgb.r = p;
            rgb.g = q;
            rgb.b = v;
            break;
        case 4:
            rgb.r = t;
            rgb.g = p;
            rgb.b = v;
            break;
        default:
            rgb.r = v;
            rgb.g = p;
            rgb.b = q;
            break;
    }

    return rgb;
}

HsvColor RgbToHsv(RgbColor rgb)
{
    HsvColor hsv;
    unsigned char rgbMin, rgbMax;

    rgbMin = rgb.r < rgb.g ? (rgb.r < rgb.b ? rgb.r : rgb.b) : (rgb.g < rgb.b ? rgb.g : rgb.b);
    rgbMax = rgb.r > rgb.g ? (rgb.r > rgb.b ? rgb.r : rgb.b) : (rgb.g > rgb.b ? rgb.g : rgb.b);

    hsv.v = rgbMax;
    if (hsv.v == 0)
    {
        hsv.h = 0;
        hsv.s = 0;
        return hsv;
    }

    hsv.s = 255 * ((long)(rgbMax - rgbMin)) / hsv.v;
    if (hsv.s == 0)
    {
        hsv.h = 0;
        return hsv;
    }

    if (rgbMax == rgb.r)
        hsv.h = 0 + 43 * (rgb.g - rgb.b) / (rgbMax - rgbMin);
    else if (rgbMax == rgb.g)
        hsv.h = 85 + 43 * (rgb.b - rgb.r) / (rgbMax - rgbMin);
    else
        hsv.h = 171 + 43 * (rgb.r - rgb.g) / (rgbMax - rgbMin);

    return hsv;
}
Shonn
fonte
4

Este não é C, mas certamente funciona. Todos os outros métodos que vejo aqui funcionam encaixando tudo em partes de um hexágono e aproximando os "ângulos" disso. Em vez disso, ao começar com uma equação diferente usando cossenos e resolver para hs e v, você obtém um relacionamento muito melhor entre hsv e rgb, e a interpolação se torna mais suave (ao custo de ser muito mais lenta).

Suponha que tudo seja ponto flutuante. Se rg eb vão de 0 a 1, h vai de 0 a 2pi, v vai de 0 a 4/3 e s vai de 0 a 2/3.

O código a seguir foi escrito em Lua. É facilmente traduzível em qualquer outra coisa.

local hsv do
    hsv         ={}
    local atan2 =math.atan2
    local cos   =math.cos
    local sin   =math.sin

    function hsv.fromrgb(r,b,g)
        local c=r+g+b
        if c<1e-4 then
            return 0,2/3,0
        else
            local p=2*(b*b+g*g+r*r-g*r-b*g-b*r)^0.5
            local h=atan2(b-g,(2*r-b-g)/3^0.5)
            local s=p/(c+p)
            local v=(c+p)/3
            return h,s,v
        end
    end

    function hsv.torgb(h,s,v)
        local r=v*(1+s*(cos(h)-1))
        local g=v*(1+s*(cos(h-2.09439)-1))
        local b=v*(1+s*(cos(h+2.09439)-1))
        return r,g,b
    end

    function hsv.tween(h0,s0,v0,h1,s1,v1,t)
        local dh=(h1-h0+3.14159)%6.28318-3.14159
        local h=h0+t*dh
        local s=s0+t*(s1-s0)
        local v=v0+t*(v1-v0)
        return h,s,v
    end
end
Trey Reynolds
fonte
Você pode explicar a derivação desse algoritmo, ou pelo menos apontar para a relação fundamental? Eu esperava encontrar certos matizes compostos por apenas um único componente RGB - no entanto, a função hsv.torgb indica que isso é impossível neste algoritmo. Wikipedia mostra uma imagem da relação esperada entre HSV e RGB
oclyke
2

Versão GLSL Shader baseada na resposta de Patapoms:

vec3 HSV2RGB( vec3 hsv )
{
    hsv.x = mod( 100.0 + hsv.x, 1.0 ); // Ensure [0,1[
    float   HueSlice = 6.0 * hsv.x; // In [0,6[
    float   HueSliceInteger = floor( HueSlice );
    float   HueSliceInterpolant = HueSlice - HueSliceInteger; // In [0,1[ for each hue slice
    vec3  TempRGB = vec3(   hsv.z * (1.0 - hsv.y), hsv.z * (1.0 - hsv.y * HueSliceInterpolant), hsv.z * (1.0 - hsv.y * (1.0 - HueSliceInterpolant)) );
    float   IsOddSlice = mod( HueSliceInteger, 2.0 ); // 0 if even (slices 0, 2, 4), 1 if odd (slices 1, 3, 5)
    float   ThreeSliceSelector = 0.5 * (HueSliceInteger - IsOddSlice); // (0, 1, 2) corresponding to slices (0, 2, 4) and (1, 3, 5)
    vec3  ScrollingRGBForEvenSlices = vec3( hsv.z, TempRGB.zx );           // (V, Temp Blue, Temp Red) for even slices (0, 2, 4)
    vec3  ScrollingRGBForOddSlices = vec3( TempRGB.y, hsv.z, TempRGB.x );  // (Temp Green, V, Temp Red) for odd slices (1, 3, 5)
    vec3  ScrollingRGB = mix( ScrollingRGBForEvenSlices, ScrollingRGBForOddSlices, IsOddSlice );
    float   IsNotFirstSlice = clamp( ThreeSliceSelector, 0.0,1.0 );                   // 1 if NOT the first slice (true for slices 1 and 2)
    float   IsNotSecondSlice = clamp( ThreeSliceSelector-1.0, 0.0,1. );              // 1 if NOT the first or second slice (true only for slice 2)
    return  mix( ScrollingRGB.xyz, mix( ScrollingRGB.zxy, ScrollingRGB.yzx, IsNotSecondSlice ), IsNotFirstSlice );    // Make the RGB rotate right depending on final slice index
}
Ray Hulha
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1

Não sou desenvolvedor C ++, então não irei fornecer código. Mas posso fornecer um algoritmo simples de hsv2rgb (rgb2hsv aqui ) que descubro atualmente - atualizo o wiki com a descrição: HSV e HLS . A principal melhoria é que eu observo cuidadosamente r, g, b como funções de matiz e introduzo funções de forma mais simples para descrevê-las (sem perder a precisão). O Algoritmo - na entrada temos: h (0-255), s (0-255), v (0-255)

r = 255*f(5),   g = 255*f(3),   b = 255*f(1)

Usamos a função f descrita a seguir

f(n) = v/255 - (v/255)*(s/255)*max(min(k,4-k,1),0)

onde (o mod pode retornar parte da fração; k é o número de ponto flutuante)

k = (n+h*360/(255*60)) mod 6;

Aqui estão snippets / PoV em SO em JS: HSV e HSL

Kamil Kiełczewski
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Hello Kamil! Estou tentando usar seu algoritmo e tenho uma pergunta sobre essa parte min(k,4-k,1). Por que existem três valores e o que exatamente está acontecendo aqui? Desde já, obrigado!
Eugene Alexeev
@EugeneAlexeev Eu corrijo o artigo no wiki (alguém o quebrou) - e atualizo os links aqui - então, para uma compreensão mais profunda, leia isto
Kamil Kiełczewski
1

Aqui está um conversor online com um artigo explicando todos os algoritmos para conversão de cores.

Você provavelmente preferiria uma versão C pronta, mas não deve demorar muito para ser aplicada e pode ajudar outras pessoas a tentarem fazer o mesmo em outra linguagem ou com outro espaço de cores.

Mig
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Este link contém fórmulas para o que você deseja. Então é uma questão de desempenho (técnicas numéricas) se você quiser rápido.

John
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Aqui está um que acabei de escrever esta manhã com base praticamente na mesma matemática acima:

/* math adapted from: http://www.rapidtables.com/convert/color/rgb-to-hsl.htm
 * reasonably optimized for speed, without going crazy */
void rgb_to_hsv (int r, int g, int b, float *r_h, float *r_s, float *r_v) {
  float rp, gp, bp, cmax, cmin, delta, l;
  int cmaxwhich, cminwhich;

  rp = ((float) r) / 255;
  gp = ((float) g) / 255;
  bp = ((float) b) / 255;

  //debug ("rgb=%d,%d,%d rgbprime=%f,%f,%f", r, g, b, rp, gp, bp);

  cmax = rp;
  cmaxwhich = 0; /* faster comparison afterwards */
  if (gp > cmax) { cmax = gp; cmaxwhich = 1; }
  if (bp > cmax) { cmax = bp; cmaxwhich = 2; }
  cmin = rp;
  cminwhich = 0;
  if (gp < cmin) { cmin = gp; cminwhich = 1; }
  if (bp < cmin) { cmin = bp; cminwhich = 2; }

  //debug ("cmin=%f,cmax=%f", cmin, cmax);
  delta = cmax - cmin;

  /* HUE */
  if (delta == 0) {
    *r_h = 0;
  } else {
    switch (cmaxwhich) {
      case 0: /* cmax == rp */
        *r_h = HUE_ANGLE * (fmod ((gp - bp) / delta, 6));
      break;

      case 1: /* cmax == gp */
        *r_h = HUE_ANGLE * (((bp - rp) / delta) + 2);
      break;

      case 2: /* cmax == bp */
        *r_h = HUE_ANGLE * (((rp - gp) / delta) + 4);
      break;
    }
    if (*r_h < 0)
      *r_h += 360;
  }

  /* LIGHTNESS/VALUE */
  //l = (cmax + cmin) / 2;
  *r_v = cmax;

  /* SATURATION */
  /*if (delta == 0) {
    *r_s = 0;
  } else {
    *r_s = delta / (1 - fabs (1 - (2 * (l - 1))));
  }*/
  if (cmax == 0) {
    *r_s = 0;
  } else {
    *r_s = delta / cmax;
  }
  //debug ("rgb=%d,%d,%d ---> hsv=%f,%f,%f", r, g, b, *r_h, *r_s, *r_v);
}


void hsv_to_rgb (float h, float s, float v, int *r_r, int *r_g, int *r_b) {
  if (h > 360)
    h -= 360;
  if (h < 0)
    h += 360;
  h = CLAMP (h, 0, 360);
  s = CLAMP (s, 0, 1);
  v = CLAMP (v, 0, 1);
  float c = v * s;
  float x = c * (1 - fabsf (fmod ((h / HUE_ANGLE), 2) - 1));
  float m = v - c;
  float rp, gp, bp;
  int a = h / 60;

  //debug ("h=%f, a=%d", h, a);

  switch (a) {
    case 0:
      rp = c;
      gp = x;
      bp = 0;
    break;

    case 1:
      rp = x;
      gp = c;
      bp = 0;
    break;

    case 2:
      rp = 0;
      gp = c;
      bp = x;
    break;

    case 3:
      rp = 0;
      gp = x;
      bp = c;
    break;

    case 4:
      rp = x;
      gp = 0;
      bp = c;
    break;

    default: // case 5:
      rp = c;
      gp = 0;
      bp = x;
    break;
  }

  *r_r = (rp + m) * 255;
  *r_g = (gp + m) * 255;
  *r_b = (bp + m) * 255;

  //debug ("hsv=%f,%f,%f, ---> rgb=%d,%d,%d", h, s, v, *r_r, *r_g, *r_b);
}
delt
fonte
faltando definições de símbolo para CLAMP e HUE_ANGLE
Dmitry
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Criei uma implementação possivelmente mais rápida usando a faixa 0-1 para RGBS e V e a faixa 0-6 para Hue (evitando a divisão) e agrupando os casos em duas categorias:

#include <math.h>
#include <float.h>

void fromRGBtoHSV(float rgb[], float hsv[])
{
//    for(int i=0; i<3; ++i)
//        rgb[i] = max(0.0f, min(1.0f, rgb[i]));

     hsv[0] = 0.0f;
     hsv[2] = max(rgb[0], max(rgb[1], rgb[2]));
     const float delta = hsv[2] - min(rgb[0], min(rgb[1], rgb[2]));

     if (delta < FLT_MIN)
         hsv[1] = 0.0f;
     else
     {
         hsv[1] = delta / hsv[2];
         if (rgb[0] >= hsv[2])
         {
             hsv[0] = (rgb[1] - rgb[2]) / delta;
             if (hsv[0] < 0.0f)
                 hsv[0] += 6.0f;
         }
         else if (rgb[1] >= hsv[2])
             hsv[0] = 2.0f + (rgb[2] - rgb[0]) / delta;
         else
             hsv[0] = 4.0f + (rgb[0] - rgb[1]) / delta;
     }    
}

void fromHSVtoRGB(const float hsv[], float rgb[])
{
    if(hsv[1] < FLT_MIN)
        rgb[0] = rgb[1] = rgb[2] = hsv[2];
    else
    {
        const float h = hsv[0];
        const int i = (int)h;
        const float f = h - i;
        const float p = hsv[2] * (1.0f - hsv[1]);

        if (i & 1) {
            const float q = hsv[2] * (1.0f - (hsv[1] * f));
            switch(i) {
            case 1:
                rgb[0] = q;
                rgb[1] = hsv[2];
                rgb[2] = p;
                break;
            case 3:
                rgb[0] = p;
                rgb[1] = q;
                rgb[2] = hsv[2];
                break;
            default:
                rgb[0] = hsv[2];
                rgb[1] = p;
                rgb[2] = q;
                break;
            }
        }
        else
        {
            const float t = hsv[2] * (1.0f - (hsv[1] * (1.0f - f)));
            switch(i) {
            case 0:
                rgb[0] = hsv[2];
                rgb[1] = t;
                rgb[2] = p;
                break;
            case 2:
                rgb[0] = p;
                rgb[1] = hsv[2];
                rgb[2] = t;
                break;
            default:
                rgb[0] = t;
                rgb[1] = p;
                rgb[2] = hsv[2];
                break;
            }
        }
    }
}

Para o intervalo de 0-255, apenas * 255.0f + 0,5f e atribua-o a um caractere sem sinal (ou divida por 255.0 para obter o oposto).

Adriel Jr
fonte
0 
// This pair of functions convert HSL to RGB and vice-versa.
// It's pretty optimized for execution speed

typedef unsigned char       BYTE
typedef struct _RGB
{
    BYTE R;
    BYTE G;
    BYTE B;
} RGB, *pRGB;
typedef struct _HSL
{
    float   H;  // color Hue (0.0 to 360.0 degrees)
    float   S;  // color Saturation (0.0 to 1.0)
    float   L;  // Luminance (0.0 to 1.0)
    float   V;  // Value (0.0 to 1.0)
} HSL, *pHSL;

float   *fMin       (float *a, float *b)
{
    return *a <= *b?  a : b;
}

float   *fMax       (float *a, float *b)
{
    return *a >= *b? a : b;
}

void    RGBtoHSL    (pRGB rgb, pHSL hsl)
{
// See https://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV
// rgb->R, rgb->G, rgb->B: [0 to 255]
    float r =       (float) rgb->R / 255;
    float g =       (float) rgb->G / 255;
    float b =       (float) rgb->B / 255;
    float *min =    fMin(fMin(&r, &g), &b);
    float *max =    fMax(fMax(&r, &g), &b);
    float delta =   *max - *min;

// L, V [0.0 to 1.0]
    hsl->L = (*max + *min)/2;
    hsl->V = *max;
// Special case for H and S
    if (delta == 0)
    {
        hsl->H = 0.0f;
        hsl->S = 0.0f;
    }
    else
    {
// Special case for S
        if((*max == 0) || (*min == 1))
            hsl->S = 0;
        else
// S [0.0 to 1.0]
            hsl->S = (2 * *max - 2*hsl->L)/(1 - fabsf(2*hsl->L - 1));
// H [0.0 to 360.0]
        if      (max == &r)     hsl->H = fmod((g - b)/delta, 6);    // max is R
        else if (max == &g)     hsl->H = (b - r)/delta + 2;         // max is G
        else                    hsl->H = (r - g)/delta + 4;         // max is B
        hsl->H *= 60;
    }
}

void    HSLtoRGB    (pHSL hsl, pRGB rgb)
{
// See https://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV
    float a, k, fm1, fp1, f1, f2, *f3;
// L, V, S: [0.0 to 1.0]
// rgb->R, rgb->G, rgb->B: [0 to 255]
    fm1 = -1;
    fp1 = 1;
    f1 = 1-hsl->L;
    a = hsl->S * *fMin(&hsl->L, &f1);
    k = fmod(0 + hsl->H/30, 12);
    f1 = k - 3;
    f2 = 9 - k;
    f3 = fMin(fMin(&f1, &f2), &fp1) ;
    rgb->R = (BYTE) (255 * (hsl->L - a * *fMax(f3, &fm1)));

    k = fmod(8 + hsl->H/30, 12);
    f1 = k - 3;
    f2 = 9 - k;
    f3 = fMin(fMin(&f1, &f2), &fp1) ;
    rgb->G = (BYTE) (255 * (hsl->L - a * *fMax(f3, &fm1)));

    k = fmod(4 + hsl->H/30, 12);
    f1 = k - 3;
    f2 = 9 - k;
    f3 = fMin(fMin(&f1, &f2), &fp1) ;
    rgb->B = (BYTE) (255 * (hsl->L - a * *fMax(f3, &fm1)));
}
CRISTIAN
fonte