HSV (цветовая модель)
HSV (англ. Hue, Saturation, Value — тон, насыщенность, значение) или HSB (англ. Hue, Saturation, Brightness — тон, насыщенность, яркость) — цветовая модель, в которой координатами цвета являются:
![ьукн](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ad/HueScale.svg/250px-HueScale.svg.png)
- Hue — цветовой тон, например, красный, зелёный или синий. , однако иногда приводится к или .
- Saturation — насыщенность. или . Чем больше этот параметр, тем «чище» цвет, поэтому этот параметр иногда называют чистотой цвета. А чем ближе этот параметр к нулю, тем ближе цвет к нейтральному серому.
- Value — значение цвета, или Brightness — яркость. Также, как и в насыщенности, или .
Модель была создана Элви Рэем Смитом[англ.], одним из будущих сооснователей Pixar, в середине 1970-х. Она является нелинейным преобразованием модели RGB.
Цвет, представленный в HSV, зависит от устройства, на которое он будет выведен, так как HSV — преобразование модели RGB, которая тоже зависит от устройства. Для получения кода цвета, не зависящего от устройства, используется модель Lab.
HSV (HSB) и HSL — две разные цветовые модели.
Трёхмерные визуализации пространства HSV
Цилиндр
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e0/HSV_cylinder.png/250px-HSV_cylinder.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1d/HSV_cyclinder.gif)
Простейший способ отобразить HSV в трёхмерное пространство — воспользоваться цилиндрической системой координат. Здесь координата H определяется полярным углом, S — радиус-вектором, а V — Z-координатой. То есть, оттенок изменяется при движении вдоль окружности цилиндра, насыщенность — вдоль радиуса, а яркость — вдоль высоты. Несмотря на «математическую» точность, у такой модели есть существенный недостаток: на практике количество различимых глазом уровней насыщенности и оттенков уменьшается при приближении яркости (V) к нулю (то есть, на оттенках, близких к чёрному). Также на малых S и V появляются существенные ошибки округления при переводе RGB в HSV и наоборот. Поэтому чаще применяется коническая модель.
Конус
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ea/HSV_cone.png/250px-HSV_cone.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/HSV_cone.gif)
Другой способ визуализации цветового пространства — конус. Как и в цилиндре, оттенок изменяется по окружности конуса. Насыщенность цвета возрастает с отдалением от оси конуса, а яркость — с приближением к его основанию. Иногда вместо конуса используется шестиугольная правильная пирамида.
Оба этих способа являются удобной трёхмерной иллюстрацией пространства HSV. Но из-за трёхмерности они в прикладном ПО не применяются.
Визуализация HSV в прикладном ПО
Модель HSV часто используется в программах компьютерной графики, так как она удобна для человека. Ниже указаны способы «разворачивания» трёхмерного пространства HSV на двухмерный экран компьютера.
Цветовой круг
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/thumb/a/a3/HSV-Slider.png/220px-HSV-Slider.png)
Эта визуализация состоит из цветового круга (поперечного сечения цилиндра) и движка яркости (высоты цилиндра). Эта визуализация получила широкую известность по первым версиям ПО компании Corel. На данный момент применяется чрезвычайно редко, чаще используют кольцевую модель («а-ля Macromedia»)
Цветовое кольцо
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1b/Triangulo_HSV.png/250px-Triangulo_HSV.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/72/HSV_clr_wheel.gif)
Оттенок представляется в виде радужного кольца, а насыщенность и значение цвета выбираются при помощи вписанного в это кольцо треугольника. Его вертикальная ось, как правило, регулирует насыщенность, а горизонтальная позволяет изменять значение цвета. Таким образом, для выбора цвета нужно сначала указать оттенок, а потом выбрать нужный цвет из треугольника.
Изменение одного компонента
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/41/Hsv_Saturation_Chart.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0f/Hsv_Value_Chart.png)
На этих двух диаграммах показываются цвета, различающиеся только одним компонентом.
Матрица соседних оттенков
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/97/Hueborhood.png)
Различие близких цветов можно отобразить другим путём — показать рядом несколько цветов, ненамного отличающихся своими компонентами. На рисунке справа показано 27 близких оттенков оранжевого, отсортированных по яркости и располагающихся по спирали. Квадратики в центре показывают те же цвета, но отсортированные в более линейном порядке.
HSV и восприятие цвета
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f5/Barns_grand_tetons_HSV_separation.jpg/220px-Barns_grand_tetons_HSV_separation.jpg)
Часто художники предпочитают использовать HSV вместо других моделей, таких как RGB и CMYK, потому что они считают, что устройство HSV ближе к человеческому восприятию цветов. RGB и CMYK определяют цвет как комбинацию основных цветов (красного, зелёного и синего или жёлтого, пурпурного, бирюзового и чёрного соответственно), в то время как компоненты цвета в HSV отображают информацию о цвете в более привычной человеку форме: Что это за цвет? Насколько он насыщенный? Насколько он светлый или тёмный? Цветовое пространство HSL представляет цвет похожим и даже, возможно, более интуитивно понятным образом, чем HSV.
Преобразования цветовых компонентов между моделями
RGB → HSV
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5d/HSV-RGB-comparison.svg/300px-HSV-RGB-comparison.svg.png)
Считаем, что:
Пусть — максимальное значение из , и , а — минимальное из них.
не определено, если | |
если и | |
если и | |
если | |
если |
если | |
иначе |
HSV → RGB
Для любых оттенков , насыщенности и яркости :
R | G | B | |
---|---|---|---|
0 | |||
1 | |||
2 | |||
3 | |||
4 | |||
5 |
Полученные значения красного, зелёного и синего каналов RGB исчисляются в процентах. Чтобы привести их в соответствие распространённому представлению COLORREF необходимо умножить каждое из них на .
При целочисленном кодировании для каждого цвета в HSV есть соответствующий цвет в RGB. Однако обратное утверждение не является верным: некоторые цвета в RGB нельзя выразить в HSV так, чтобы значение каждого компонента было целым. Фактически, при таком кодировании доступна только часть цветового пространства RGB.
Дополнительные цвета
Два цвета называются дополнительными, если при смешивании их в равной пропорции получается чистый серый цвет. Если задан один цвет , то обязательно существует дополнительный ему цвет . Поскольку результирующий цвет должен быть серым, его насыщенность (S) должна быть равна 0. Таким образом,
См. также
Ссылки
- Конвертер цветов (неопр.). ColorScheme.Ru. Дата обращения: 28 марта 2015.