HSV 到 RGB 颜色转换答案

【问题标题】：HSV to RGB Color ConversionHSV 到 RGB 颜色转换
【发布时间】：2014-07-20 16:06:33
【问题描述】：

有没有办法使用 python 中的 pygame 模块将 HSV 颜色参数转换为 RGB 类型的颜色参数？我尝试了以下代码，但它返回的值很荒谬。

import colorsys
test_color = colorsys.hsv_to_rgb(359, 100, 100)
print(test_color)

这段代码返回以下废话

(100, -9900.0, -9900.0)

这显然不是 RGB。我做错了什么？

【问题讨论】：

标签： python colors pygame rgb hsv

【解决方案1】：

对于s（饱和度）和v（值），该函数需要十进制，而不是百分比。除以 100。

>>> import colorsys

# Using percent, incorrect
>>> test_color = colorsys.hsv_to_rgb(359,100,100)
>>> test_color
(100, -9900.0, -9900.0)

# Using decimal, correct
>>> test_color = colorsys.hsv_to_rgb(1,1,1)
>>> test_color
(1, 0.0, 0.0)

如果你想要非标准化的 RGB 元组，这里有一个包装 colorsys 函数的函数。

def hsv2rgb(h,s,v):
    return tuple(round(i * 255) for i in colorsys.hsv_to_rgb(h,s,v))

示例功能

>>> hsv2rgb(0.5,0.5,0.5)
(64, 128, 128)

【讨论】：

谢谢。是否有任何内置函数可以“非规范化”RGB 函数？
我不知道开箱即用的功能，但您可以编写一个。请参阅我对此类功能的最新编辑。
Hue 参数也应该在 0-1 之间变化
是的，要回应 Anand C U 和 Paul Beloff 所说的，您需要将色调除以 360，例如 125/360（以获得绿色）。否则你会经常变红。

【解决方案2】：

如果你喜欢性能，最好避免导入并使用自己优化的代码

以下是 colorsys 的确切代码，稍作修改以使字节码稍快：

    def hsv_to_rgb(h, s, v):
        if s == 0.0: return (v, v, v)
        i = int(h*6.) # XXX assume int() truncates!
        f = (h*6.)-i; p,q,t = v*(1.-s), v*(1.-s*f), v*(1.-s*(1.-f)); i%=6
        if i == 0: return (v, t, p)
        if i == 1: return (q, v, p)
        if i == 2: return (p, v, t)
        if i == 3: return (p, q, v)
        if i == 4: return (t, p, v)
        if i == 5: return (v, p, q)

输出：

>>> hsv_to_rgb(359,1,1)
[1, 0.0, 0.0]

使用像上面这样的 if 链实际上比使用 elif 更快

使用包装器，就像 Cyber 的回答一样，需要一些额外的步骤让解释器执行。
另外，Cyber 示例中的 for 循环在这样使用时是一个真正的性能杀手

如果您想要更高的性能，只需执行以下操作：
（我不会说这是最好的性能，但肯定会更好）

    def hsv_to_rgb(h, s, v):
        if s == 0.0: v*=255; return (v, v, v)
        i = int(h*6.) # XXX assume int() truncates!
        f = (h*6.)-i; p,q,t = int(255*(v*(1.-s))), int(255*(v*(1.-s*f))), int(255*(v*(1.-s*(1.-f)))); v*=255; i%=6
        if i == 0: return (v, t, p)
        if i == 1: return (q, v, p)
        if i == 2: return (p, v, t)
        if i == 3: return (p, q, v)
        if i == 4: return (t, p, v)
        if i == 5: return (v, p, q)

^ 这保证 int() 输出范围为 255（输入仍然相同）

>>> hsv_to_rgb(359./360.,1,1)
(255, 0, 0)

提示：尽可能远离第 3 方，尽可能尝试直接方法。
排除：编译的 C 扩展，如 PIL 或 NumPy，或 ctypes 包装器，如 PyOpenGL（使用 DLL）

【讨论】：

那么...为什么我的评分被降级了？为什么没有评论告诉我我做错了什么，所以我可以改善自己？？
因为您的解决方案采用从 0 到 1 的色调值，但在您的示例中，您使用从 0 到 360 的值。
如果我们谈论性能，我会远离列表并返回元组。
+Matteo Italia：长大一点后，我真的同意你的看法，如果有人（我正在打电话）想编辑这个答案以返回一个元组，请随意。跨度>

【解决方案3】：

Hue 参数也应该在 0-1 之间变化。

import colorsys
test_color = colorsys.hsv_to_rgb(359/360.0, 1, 1)

【讨论】：

优秀的评论，想知道为什么我总是变红！。

【解决方案4】：

我准备了一个矢量化的版本，它的速度是 cca 的 10 倍

def hsv_to_rgb(h, s, v):
    shape = h.shape
    i = int_(h*6.)
    f = h*6.-i

    q = f
    t = 1.-f
    i = ravel(i)
    f = ravel(f)
    i%=6

    t = ravel(t)
    q = ravel(q)

    clist = (1-s*vstack([zeros_like(f),ones_like(f),q,t]))*v

    #0:v 1:p 2:q 3:t
    order = array([[0,3,1],[2,0,1],[1,0,3],[1,2,0],[3,1,0],[0,1,2]])
    rgb = clist[order[i], arange(prod(shape))[:,None]]

    return rgb.reshape(shape+(3,))

【讨论】：

NameError: name 'ravel' is not defined 否则我会投票。
Ravel 是一个 numpy 函数。在代码前添加 from numpy import *。

【解决方案5】：

如果您使用的是 Numpy 数组，那么 matplotlib.colors.hsv_to_rgb 非常直接：

import numpy as np
from matplotlib.colors import hsv_to_rgb
# This will create a nice image of varying hue and value
hsv = np.zeros((512, 512, 3))
hsv[..., 0] = np.linspace(0, 1, 512)
hsv[..., 1] = 1.
hsv[..., 2] = np.linspace(0, 1, 512)[:, np.newaxis]
rgb = hsv_to_rgb(hsv)

请注意，输入和输出图像的值在 [0, 1] 范围内。

【讨论】：

谢谢，这为我节省了很多时间！

【解决方案6】：

由于问题被标记为pygame，我想提一下PyGame 允许在配色方案之间进行转换。 pygame.Color 对象可用于在 RGB 和 HSL/HSV 配色方案之间进行转换。

hsva 属性：

获取或设置颜色的 HSVA 表示。 HSVA 分量的范围是 H = [0, 360], S = [0, 100], V = [0, 100], A = [0, 100]。

hsva = pygame.Color((red, green, blue, alpha)).hsva

color = pygame.Color(0)
color.hsva = (hue, saturation, value, alpha)
rgba = (color.r, color.g, color.b, color.a)

hsla 属性：

获取或设置颜色的 HSLA 表示。 HSLA 分量的范围是 H = [0, 360], S = [0, 100], V = [0, 100], A = [0, 100]。

hsla = pygame.Color((red, green, blue, alpha)).hsla

color = pygame.Color(0)
color.hsla = (hue, saturation, lightness, alpha)
rgba = (color.r, color.g, color.b, color.a)

小例子：

import pygame

pygame.init()

window = pygame.display.set_mode((450, 300))
clock = pygame.time.Clock()

run = True
while run:
    clock.tick(60)
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            run = False

    window.fill((255, 255, 255))
    w, h = window.get_size()
    for i in range(6):
        color = pygame.Color(0)
        color.hsla = (i * 60, 100, 50, 100)
        pygame.draw.circle(window, color, 
            (w//6 + w//3 * (i%3), h//4 + h//2 * (i//3)), 
            round(min(window.get_width() * 0.16, window.get_height() * 0.2)))

    pygame.display.flip()

pygame.quit()
exit()

【讨论】：

【解决方案7】：

我发现以下代码可以处理表示为 numpy ndarrays 的图像：

from skimage.io import imread
import matplotlib.colors as mcolors
img = imread( 'my_image.png' )
img_hsv = mcolors.rgb_to_hsv( img )
img_hsv = img_hsv / (1.0, 1.0, 255.0)

最后一个除法对于转换为 0.0 到 1.0 之间的浮点表示很有用，因为出于某种原因，最后一个分量最初的范围在 0 到 255 之间。

【讨论】：

【解决方案8】：

OpenCV 也提供了这种可能性。请注意，R 和 B 通道是反转的，即 BGR。所以使用最适合您需求的功能：

import cv2

rgbimg = cv2.cvtColor(hsvimg, cv2.COLOR_HSV2RGB)
bgrimg = cv2.cvtColor(hsvimg, cv2.COLOR_HSV2BGR)

【讨论】：

【解决方案9】：

在 opencv 中，使用它们的任何颜色转换。请注意，BGR 和 RGB 在 cv2 土地上是翻转的。

def convertColor(hsv, conversion):
    return tuple(int(i) for i in cv2.cvtColor(np.uint8([[hsv]]), conversion).flatten())

用法：

hsvColor = (0,255,255) #bright red
bgrColor = convertColor(hsvColor, cv2.COLOR_HSV2BGR)

【讨论】：