Question

我正在尝试在HSV颜色空间中的两种颜色之间进行插值，以产生平滑的颜色渐变。

我正在使用线性插值，例如：

h = (1 - p) * h1 + p * h2
s = (1 - p) * s1 + p * s2
v = (1 - p) * v1 + p * v2

（其中p是百分比，h1，h2，s1，s2，v1，v2是两种颜色的色调，饱和度和值分量）

这对s和v产生了良好的结果，但对于h则没有。由于色调分量是一个角度，计算需要计算出h1和h2之间的最短距离，然后沿正确的方向（顺时针或逆时针）进行插值。

我应该使用哪种公式或算法？

编辑：按照杰克的建议，我修改了我的JavaScript渐变功能，效果很好。对于任何有兴趣的人，这是我最终的结果：

// create gradient from yellow to red to black with 100 steps
var gradient = hsbGradient(100, [{h:0.14, s:0.5, b:1}, {h:0, s:1, b:1}, {h:0, s:1, b:0}]); 

function hsbGradient(steps, colours) {
  var parts = colours.length - 1;
  var gradient = new Array(steps);
  var gradientIndex = 0;
  var partSteps = Math.floor(steps / parts);
  var remainder = steps - (partSteps * parts);
  for (var col = 0; col < parts; col++) {
    // get colours
    var c1 = colours[col], 
        c2 = colours[col + 1];
    // determine clockwise and counter-clockwise distance between hues
    var distCCW = (c1.h >= c2.h) ? c1.h - c2.h : 1 + c1.h - c2.h;
        distCW = (c1.h >= c2.h) ? 1 + c2.h - c1.h : c2.h - c1.h;
     // ensure we get the right number of steps by adding remainder to final part
    if (col == parts - 1) partSteps += remainder; 
    // make gradient for this part
    for (var step = 0; step < partSteps; step ++) {
      var p = step / partSteps;
      // interpolate h, s, b
      var h = (distCW <= distCCW) ? c1.h + (distCW * p) : c1.h - (distCCW * p);
      if (h < 0) h = 1 + h;
      if (h > 1) h = h - 1;
      var s = (1 - p) * c1.s + p * c2.s;
      var b = (1 - p) * c1.b + p * c2.b;
      // add to gradient array
      gradient[gradientIndex] = {h:h, s:s, b:b};
      gradientIndex ++;
    }
  }
  return gradient;
}

Answer 1

你应该只需要找出从开始色调到结束色调的最短路径。这可以很容易地完成，因为色调值的范围是0到255.

您可以先从较高的色调中减去较低的色调，然后在较低的色调中加256，再次检查交换操作数的差异。

int maxCCW = higherHue - lowerHue;
int maxCW = (lowerHue+256) - higherHue;

所以你将获得两个值，较大的一个决定你应该顺时针还是逆时针。然后你必须找到一种方法使插值在色调模256上运行，所以如果你从246插值到20，如果系数是>= 0.5f，你应该重置色调为0（因为它在任何情况下达到256和hue = hue%256）。

实际上，如果你在0上插值时不关心色调，但只是在计算新色调后应用模运算符它应该可以工作。

Answer 2

虽然这个答案很晚，但是在声明色调应该在[0,255]之内时，接受的答案是错误的;通过更清晰的解释和代码，也可以做更多的正义。

Hue是区间[0,360]中的角度值;一个完整的圆圈，其中0 = 360.HSV颜色空间更容易可视化，并且对于人类而言比RGB更直观。 HSV形成一个圆柱体，在这个圆柱体中，切片显示在许多颜色选择器中，而RGB实际上是一个立方体，对于颜色选择器来说不是一个好的选择;大多数使用它的人都必须使用比HSV选择器所需更多的滑块。

插入色调时的要求是选择较小的弧从一个色调到另一个色调。因此，给定两个色调值，有四种可能性，给出以下示例角度：

Δ |  ≤ 180  |  > 180
--|---------|---------
+ |  40, 60 | 310, 10
− |  60, 40 | 10, 310

if Δ = 180 then both +/− rotation are valid options

让我们以逆时针方向+和顺时针方向转动−。如果绝对值的差值超过180，则将其标准化±360，以确保幅度在180以内;这也正确地扭转了方向。

var d = h2 - h1;
var delta = d + ((Math.abs(d) > 180) ? ((d < 0) ? 360 : -360) : 0);

现在只需将delta除以所需的步数，即可在插值过程中将每个循环迭代的权重加到起始角度。

var new_angle = start + (i * delta);

从以下完整代码摘录的相关功能：

function interpolate(h1, h2, steps) {
  var d = h2 - h1;
  var delta = (d + ((Math.abs(d) > 180) ? ((d < 0) ? 360 : -360) : 0)) / (steps + 1.0);
  var turns = [];
  for (var i = 1; d && i <= steps; ++i)
    turns.push(((h1 + (delta * i)) + 360) % 360);
  return turns;
}

"use strict";

function interpolate(h1, h2, steps) {
  var d = h2 - h1;
  var delta = (d + ((Math.abs(d) > 180) ? ((d < 0) ? 360 : -360) : 0)) / (steps + 1.0);
  var turns = [];
  for (var i = 1; d && i <= steps; ++i)
    turns.push(((h1 + (delta * i)) + 360) % 360);
  return turns;
}

function get_results(h1, h2, steps) {
  h1 = norm_angle(h1);
  h2 = norm_angle(h2);
  var r = "Start: " + h1 + "<br />";
  var turns = interpolate(h1, h2, steps);
  r += turns.length ? "Turn: " : "";
  r += turns.join("<br />Turn: ");
  r += (turns.length ? "<br />" : "") + "Stop: " + h2;
  return r;
}

function run() {
  var h1 = get_angle(document.getElementById('h1').value);
  var h2 = get_angle(document.getElementById('h2').value);
  var steps = get_num(document.getElementById('steps').value);
  var result = get_results(h1, h2, steps);

  document.getElementById('res').innerHTML = result;
}

function get_num(s) {
  var n = parseFloat(s);
  return (isNaN(n) || !isFinite(n)) ? 0 : n;
}

function get_angle(s) {
  return get_num(s) % 360;
}

function norm_angle(a) {
  a %= 360;
  a += (a < 0) ? 360 : 0;
  return a;
}

<h1 id="title">Hue Interpolation</h1>
Angle 1
<input type="text" id="h1" />
<br />Angle 2
<input type="text" id="h2" />
<br />
<br />Intermediate steps
<input type="text" id="steps" value="5" />
<br />
<br/>
<input type="submit" value="Run" onclick="run()" />
<p id="res"></p>

如何在HSV颜色空间中插入色调值？

2 个答案: