JColorChooser 中的异常行为（或可能的错误）答案

【问题标题】：Anomalous behavior (or possible bug) in JColorChooserJColorChooser 中的异常行为（或可能的错误）
【发布时间】：2019-08-31 05:45:09
【问题描述】：

使用 JColorChooser 时，输入的 CMYK 值会转换为特定的 RGB 颜色。当在 RGB 端手动输入该颜色时，CMYK 值和以前不一样了。

以下程序可用于演示我遇到的行为。

import java.awt.*;
import javax.swing.*;

public class ColorChooserProblem {
    JFrame f = new JFrame("Testing Color Chooser");

    public static void main(String[] args) {
        new ColorChooserProblem().start();
    }

    public void start() {
        f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        JColorChooser jc1 = new JColorChooser();
        JColorChooser jc2 = new JColorChooser();
        f.add(jc1, BorderLayout.NORTH);
        f.add(jc2, BorderLayout.SOUTH);
        f.pack();
        f.setLocationRelativeTo(null);
        f.setVisible(true);
    }
}

在两个面板中，选择 CMYK 并输入 CMYK 的任何有效数字。两个面板必须具有相同的值。
现在比较每个面板的 RGB 值。它们应该是相同的。
选择单个面板并将滑块重置为 0。
现在在同一面板中重新输入 RGB 值。
为两个面板切换到 CMYK。我看到的面板中的值是不同的。

请注意，当采用另一种方式时（即先选择 RGB 并重新输入 CMYK 值），一切都会按预期进行。我错过了什么吗转换过程的预期是什么，或者这是一个错误？

我在 Windows 10 上运行 Java 10，我的 IDE 是 Eclipse。

也发布在http://www.javaprogrammingforums.com/java-theory-questions/41836-possible-bug-jcolorchooser.html

【问题讨论】：

标签： java swing undefined-behavior cmyk jcolorchooser

【解决方案1】：

我在JColorChooser 使用的颜色模型中做了一些调试，特别是ColorModelCMYK（包私有类）。

计算非常简单，除了所有值 0..255 通过缩放 255.0f 转换为浮点 0.0..1.0。这会在最低有效位（IEEE754 浮点表示）中引入舍入误差。

这里 C=254 被转换为 ~R=1 （请注意，两个数组都是同一个对象，并且会就地更新，因此 CMYK 值会在转换中丢失。

在转换回整数值进行显示时进行适当的半舍入，这应该不是问题。然而，深入ColorModel 本身，我发现这个函数被用于将浮点数组转换为压缩的 32 位 RGB 值的例程：

private static int to8bit(float value) {
    return (int) (255.0f * value);
}

它被截断了！我不知道这是否是一个错误，但这肯定是一个可用性问题。

【讨论】：

【解决方案2】：

从一种（离散）颜色模型到另一种（离散）颜色模型的转换永远不会完美。

CMYK 到 RGB 到 CMYK 无法在 JColorChooser 中完美运行的原因仅仅是因为 JColorChooser 显示整数而不是浮点数。例如在 CMYK 模型中选择黄色=255 并返回到 RGB。你会看到这个黄色是由 red=255 和 green=255 混合而成的。现在回到 CMYK，将黄色降低到 254 并检查 RGB 值 - 它仍然是 red=255 和 green=255 ！

现在将 CMYK 中的黄色更改为 253，然后返回 RGB。红色和绿色仍然是 255，蓝色加上值 1。CMYK 黄色=254（前一种情况）的正确值可能是蓝色=0.4，但为了使使用更简单，只有整数显示在 JColorChooser 中，所以蓝色显示为0.

由于这些整数颜色模型的“颜色敏感度”不同，这个数字问题变得更加严重。而 CMYK 有 4 个维度（青色、品红色、黄色、键），因此可以表示 256^4 = 4294967296 种不同的颜色 RGB 有 3 个维度，只能表示 256^3 = 16777216 种颜色。因此，在将 CMYK 转换为这种类型的 RGB 时，您总是会丢失相当多的信息。

换句话说，平均而言，CMYK 颜色空间中的 256 个点仅由 RGB 颜色空间中的 1 个点表示。当您将一种颜色从 RGB 转换回 CMYK 时，平均而言，CMYK 空间中的 255 种颜色永远无法“达到”。

【讨论】：

您的回答启发了我使用 255..254..253 步骤作为指导来编写自己的答案。但是，我不同意您对“更大”色彩空间的解释。在 Java 的（过于简化的）CMYK 中，添加 K 只是意味着减去等量的 C、M、Y。这只是意味着有很多不明确的色点，唯一色点的数量仍然等于2^24。
嗨，马克，恭喜您在源代码中找到，但我并不完全同意您的评论。使用 CMYK 可能会有许多多余的颜色组合，但 CMYK 肯定有超过 256^3 的颜色组合。例如考虑深黄色的情况：r=1,g=1,b=0 这应该映射到 y=1 和 k=0 的 CMYK。但是我们有 y=1 和 k=1,2,3,..,255，它们甚至比 r=1,g=1,b=0 更暗。因此，离散 CMYK 可以表示 r=0.5,g=0.5，y=1 和 k=128。
仅供参考，另一个有趣的注意事项是，理论上，RGB 和 CMYK 实际上是不同的，而不是完全重叠的颜色空间。查看维基百科上 Gamut 条目中的这句话：en.wikipedia.org/wiki/Gamut" .... "例如，虽然纯红色可以在 RGB 颜色空间中表示，但不能在 CMYK 颜色空间中表示；纯红色在 CMYK 颜色空间中超出了色域。” - 因此，当您查看此颜色空间时，事情会很快变得复杂且非线性。
您对非模棱两可的分数颜色是正确的。我知道非重叠性。这就是为什么我在括号中称其为“过度简化”。最简单的线索是油漆青色更像是深天蓝色而不是加色青色。 “真正的”转换（打印机应该使用）也是非线性的，因为 RGB 在 sRGB 中，而 CMYK 显然不是。

【解决方案3】：

我也在 Eclipse 上将 Java 8 与 Windows 一起使用，它给了我相同的结果，但这不是问题。它对您来说很好，但是将 RGB 转换为 CMYK 与 CMYK 转换为 RGB 的工作方式不同。您可以在此转换器中在线查看：

https://www.rapidtables.com/convert/color/rgb-to-cmyk.html

CMYK 适用于青色、品红色和黄色百分比。另一方面 RGB 值从 0 到 255 的红色、绿色和蓝色。在我传递给您的网络中，您放置了该转换的公式，并且不能以相同的双向方式工作。

【讨论】：