灰色rgb(灰绿色rgb)

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一．概述

本文将详细介绍RGB颜色空与RGB三种颜色的色调、饱和度、亮度的关系，最后介绍HSV颜色空！

一．RGB颜色空间1. 起源

RGB三色起源于1809年托马斯·杨的视觉三色理论，后于1824年提出亥姆霍兹的三色理论:视网膜中有三种视锥细胞，分别含有对红、绿、蓝光敏感的三种视色素。当一定波长的光作用于视网膜时，三个视锥细胞按一定比例受到不同程度的兴奋，当这些信息传递到大脑中枢时，就产生了某一个。

显示器发明后，从黑白显示到彩色显示，人们开始使用不同颜色的荧光粉(CRT、等离子显示器)，或彩色滤光片(LCD)，或不同颜色的半导体发光器件(有机发光二极管、LED大型全彩显示板)来构成色彩。无一例外地选择了红、绿、蓝三种发光体作为基本发光单元。通过控制它们的发光强度，人眼能感受到的大部分自然色被组合在一起。

当计算机显示彩色图像时，也不例外。在最终的显示中，需要控制一个像素中的红色、绿色和蓝色的值来确定该像素的颜色。计算机无法模拟从最暗到最亮连续存储的数值，只能用数字形式表示。所以根据人眼的敏感程度，用三个字节(3*8位)分别表示一个像素中红、绿、蓝的发光强度值，也就是常见的RGB格式。我们可以打开画板，在自定义颜色工具箱中输入r、G、B、G、B值，得到不同的颜色。

2. 概述

RGB 空是以R(红:红)、G(绿:绿)、B(蓝:蓝)三种基本色为基础，不同程度叠加，产生丰富宽广的色彩，所以俗称三原色模式。

RGB空是我们生活中最常用的彩色显示模式，电视机和电脑的CRT显示器大多采用这种模式。自然界的任何颜色都可以是红、绿、蓝的混合。人们在现实生活中看到的大多数颜色都是混合色。

肉眼可以识别世界上所有的颜色，RGB几乎可以组合成世界上所有的颜色！

二. RGB颜色范围

RGB每个元素占用计算机内存1字节，1字节等于8位，所以RGB每个元素的取值范围是:0~256(2的8次方)(我个人认为是因为bit，因为一位可以代表两种状态)。

那么三种颜色的组合就是256x256x256=16777216(一千六百七十七万七千二百一十六)种颜色。这么多颜色几乎可以涵盖世界上所有的颜色！所以电视机，电脑屏幕，任何显示仪器都会用这个RGB色空！

1. 组合方法

组合的方法是以补光的形式组合任意颜色。

例如:

红色+绿色=黄色

如图所示:

红色+绿色+蓝色=白色

如图所示:

还可以调整RGB某个元素的颜色值，实现不同的颜色组合！

2. RGBA

RGBA(Alpha)，是用来描述三原色的透明度的！

例如:

3. RGB文件存储类型

RGB color 空根据电脑中各部件占用的存储字节数分为以下几种:

RGB555

RGB555是一种16位RGB格式。每个分量由5位表示，剩余的位不使用。

高字节–>:低字节(根据内存大小)

Xrrrrggggbbbb (x表示否)

RGB565

RGB565也是16位RGB格式，但是R占5位，G占6位，B占5位。

RGB24

RGB24是24位RGB格式，每个分量占用8位，取值范围为0-255。

RGB32

RGB32是32位RGB格式，每个分量占用8位，剩下的8位作为Alpha通道与否。

RGB222

RGB222是一种8-22位RGB格式。每个分量占用2位，剩下的2位不用！

请注意，这种格式通常用于灰度图像。现在的CRT(阴极射线管)是彩色RGB型号的CRT，所以在显示灰度图像时，会发射RGB颜色模板(荧光粉)来显示颜色。也就是说每个像素上有三种RGB荧光粉，所以在显示灰度图像，也就是单通道图像的时候，灰度颜色是通过混合RGB来实现的！

还有RGB232、RGB332、RGB233、…

早期的CRT由于工业水平有限，只能显示黑白照片。注意不一定是黑白的，也可能是单色的，比如红色、暗红、紫色、深紫色。它只能显示一种颜色！

4. 单通道与多通道

单通道:

俗称灰度图，每个像素只能有一个值来表示颜色。它的像素值在0到255之间，0是黑色，255是白色，中间值是一些不同层次的灰度。可以说灰度是黑白之间的过渡色！

注意，这个值不是RGB中的任何元素。显示设备通过CRT(彩色阴极射线管)直接显示单通道中像素值的黑白图像。该值越高，黑色图像越亮。一般灰度值不会超过125！

多通道:

多通道是RGB三原色，每个像素有三个字节来表示(RGB)，最大取值范围是0-255，可以组合成几千万种颜色。

图像处理优势比较:

图像处理经常用到单通道，因为单通道只有一个像素(一个字节)，所以处理速度相对于多通道三个字节来说特别快！

而且单通道可以以灰度形式显示图像，不会影响图像识别和特征提取！

很多通道都是以原图的形式显示图像，所以可以提取很多特征，识别率高！

例如:

多通道也可以组合成一个灰度图像。如上所述，红色+绿色+蓝色=白色。注意这里补充一点，只有三种色调相等才会合成白色！

例如:

如果想实现灰度，可以通过降低RGB三色调来实现！

例如:

但当一方的价值观不同时，就会产生其他颜色。

所以三个通道要想合成黑白(灰度)，三原色必须有相同的值。

也就是说，灰度图像不一定是单通道，但单通道一定是灰度图像！

三. 色调、饱和度、亮度1. 色调(色相)：

在一张彩色图片中，色调决定了彩色图片更偏向哪一边！

例如:

我们换个调子吧。

降低色调，颜色更偏向红色。

当我们把色调调高一点时，颜色会变得更绿。

颜色调高一点，颜色更偏向蓝色。

2. 饱和度

饱和度决定了颜色空之间的颜色分量。饱和度越高颜色越深，饱和度越低颜色越浅！

如图所示:

当饱和度为55时，可以发现这个颜色空之间可以显示的颜色分量很低。

当我把饱和度调高一点，可以看到颜色分量明显变暗了！

可以和上图形成鲜明对比。

所以饱和度在color 空中起着控制RGB组合色色深的作用。

3. 亮度

确定颜色在亮度范围空内的亮度！

如图，亮度设置越高，你会发现彩色显示越亮。

你会发现颜色会变得很暗！

所以亮度在颜色空中起着控制RGB组合颜色亮度的作用。

下面是我在知乎上看到的一个回答，非常适合描述色相(色相)、饱和度、明度和颜色的关系空:

明度为0的时候，只有一个点，只能是黑色。没有光，啥都看不见。

后面我们要把明度做成一个不为零的值，这样才能说的通。基于这种情况，

纯度为0的时候，只有一条线，只能是黑白的。没有对比度，就没有彩色。纯度也不为0了，才可能出现彩色，至于到底是哪一种颜色，就要看色度了。

不知道大家有没有注意到，无论你怎么修改色相、饱和度、亮度，RGB三色值都会随之改变。其实色相、饱和度、明度都是通过特定的算法对RGB三原色进行计算和修改后达到的色彩控制效果！

本专栏属于镜像理论知识，不提供任何实用代码！

四. HSV颜色空间 (部分地方是参考他人博客的文章，然后根据自己的理解写出来的！)1. 起源

HSV(Hue，Saturation，Value)是A. R. Smith在1978年根据颜色的直观特性创造的一种颜色空，也称为Hexcone模型。

这个模型中颜色的参数是色调(h)、饱和度(s)和明度(v)。

2. HSV颜色模型介绍2.1色调H（Hue）

用角度来衡量，取值范围是0 ~ 360，从红色逆时针数，红色是0，绿色是120，蓝色是240。它们的补色是:60代表黄色，180代表青色，300代表洋红色。当角度达到360°时，会变成红色，角度会回到0°，所以总共是360°。每次换1，色相都会有轻微的变化！如果是顺时针，这个转变过程会逐渐由红变绿，由绿变蓝，由蓝变红！逆时针则相反！

2.2 饱和度 S（Saturation）

饱和度表示颜色与光谱颜色的接近程度。一种颜色可以看作是某种光谱颜色与白色混合的结果。光谱色比例越大，颜色接近光谱色的程度越高，颜色的饱和度也越高。高饱和度，颜色深而亮。光谱颜色的白光成分为0，饱和度达到最高。通常取值范围为0% ~ 100%。值越大，颜色越饱和。

2.3 明度V（Value）

亮度表示颜色的亮度。对于光源颜色，亮度值与发光体的亮度有关；通常值的范围是0%(黑色)到100%(白色)。

2.4 模型分析：

h参数表示颜色信息，即光谱颜色的位置。此参数以角度量表示，红、绿、蓝相隔120度。HSV中每种颜色的补色相差180度。也就是说，当两种颜色互补时，最大为180。

例如:

在HSV模型中，红色和绿色的互补色是角度为60°的黄色。

绿色和蓝色的补光是青色，它的角度也是60°。

红色的补光是角度为60°的品红色。

然后按照反方向，从绿色到红色的补光是60。

从蓝色到绿色的补光也是60。

红色到蓝色的补光也是60。

所以从上面的知识我们可以知道，红色到绿色的补光是60，绿色到红色的补光是60，那么每种颜色的色差就是:60+60 = 180。

补光色差在HSV色彩模型中是这样计算的！

纯度s是一个从0到1的比例值，表示为所选颜色的纯度与该颜色的最大纯度之比。当S=0时，只有灰度。

v代表颜色的亮度，范围从0到1。有一点要注意:它和光照强度没有直接关系。

2.5 HSV颜色分析

HSV对用户来说是一个直观的颜色模型。我们可以从一个纯色开始，也就是指定色角h，让V=S=1。然后再加上黑白就可以得到我们需要的颜色了。增加黑色可以减少V，保持S不变，增加白色可以减少S，保持V不变。比如要得到深蓝色，V=0.4 S=1 H=240度。要得到浅蓝色，V=1 S=0.4 H=240度。

如图所示:

一般来说，人眼可以分辨128种不同的颜色，130种色彩饱和度，23种明暗度。如果用16Bit表示HSV，可以用7 bits存储H，4 bits存储S，5 bits存储V，即745或655就可以满足我们的需求。

由于HSV是一种直观的颜色模型，它被广泛应用于许多图像编辑工具，如Photoshop(在Photoshop中称为HSB)等。，但这也决定了它不适合在光照模型中使用，很多混光操作和光强操作都不是HSV可以直接实现的！

RGB color 空更面向行业，HSV更面向用户。大部分做图像识别的人都会用HSV color 空因为HSV color 空表达起来更直观！