HSL وHSV

الشكل 1. HSL (أ-د) وHSV (هـ-ح). أعلاه (أ، هـ): نماذج ثلاثية الأبعاد مقطوعة لكل منهما. أدناه: مخططات ثنائية الأبعاد تُظهر اثنين من معلمات النموذج الثلاثة في وقت واحد، مع الاحتفاظ بالثابت الآخر: الأصداف الأسطوانية (ب، و) ذات التشبع الثابت، في هذه الحالة السطح الخارجي لكل أسطوانة؛ المقاطع العرضية الأفقية (ج، ز) ذات الإضاءة الثابتة لـ HSL أو قيمة HSV، في هذه الحالة الشرائح في منتصف الطريق إلى أسفل كل أسطوانة؛ والمقاطع العرضية الرأسية المستطيلة (د، ح) ذات الصبغة الثابتة، في هذه الحالة الصبغات 0° أحمر ومكملها 180° سماوي.

HSL و HSV هما التمثيلان الأسطوانيان الأكثر شيوعًا للنقاط في نموذج ألوان RGB . يعيد التمثيلان ترتيب هندسة RGB في محاولة ليكونا أكثر بديهية وأهمية إدراكية من التمثيل الديكارتي (المكعب). تم تطوير HSL وHSV في سبعينيات القرن العشرين لتطبيقات الرسومات الحاسوبية ، ويُستخدمان اليوم في أدوات اختيار الألوان ، وفي برامج تحرير الصور ، وأقل شيوعًا في تحليل الصور والرؤية الحاسوبية .

يشير المصطلح HSL إلى الصبغة والتشبع والسطوع ، ويُطلق عليه غالبًا أيضًا اسم HLS . يشير المصطلح HSV إلى الصبغة والتشبع والقيمة ، ويُطلق عليه غالبًا أيضًا اسم HSB ( يُرمز للحرف B بالسطوع ). النموذج الثالث، الشائع في تطبيقات الرؤية الحاسوبية، هو HSI ، للصبغة والتشبع والشدة . ومع ذلك، على الرغم من اتساق هذه التعريفات عادةً، إلا أنها ليست موحدة، ويمكن استخدام أي من هذه الاختصارات لأي من هذه النماذج الأسطوانية الثلاثة أو العديد من النماذج الأسطوانية الأخرى ذات الصلة. (للحصول على تعريفات فنية لهذه المصطلحات، انظر أدناه.)

في كل أسطوانة، تتوافق الزاوية حول المحور الرأسي المركزي مع " الصبغة "، وتتوافق المسافة من المحور مع " التشبع "، وتتوافق المسافة على طول المحور مع " السطوع " أو "القيمة" أو " السطوع ". لاحظ أنه بينما تشير "الصبغة" في HSL وHSV إلى نفس الخاصية، فإن تعريفاتهما لـ "التشبع" تختلف بشكل كبير. نظرًا لأن HSL وHSV عبارة عن تحويلات بسيطة لنماذج RGB المعتمدة على الجهاز، فإن الألوان المادية التي يحددونها تعتمد على ألوان الألوان الأساسية الحمراء والخضراء والزرقاء للجهاز أو لمساحة RGB المعينة، وعلى تصحيح جاما المستخدم لتمثيل كميات تلك الألوان الأساسية. لذلك، يحتوي كل جهاز RGB فريد على مساحات HSL وHSV فريدة لمرافقته، وتصف قيم HSL أو HSV الرقمية لونًا مختلفًا لكل مساحة RGB أساسية. [1]

تُستخدم كل من هذه التمثيلات على نطاق واسع في الرسومات الحاسوبية، وغالبًا ما يكون أحدهما أكثر ملاءمة من RGB، ولكن كلاهما يتعرضان للانتقاد أيضًا لعدم الفصل بشكل كافٍ بين سمات تكوين الألوان، أو لافتقارهما إلى التوحيد الإدراكي. يُقال إن نماذج أخرى أكثر كثافة حسابيًا، مثل CIELAB أو CIECAM02، تحقق هذه الأهداف بشكل أفضل.

المبدأ الأساسي

HSL وHSV كلاهما عبارة عن هندسة أسطوانية ( الشكل 2 )، مع صبغة، بعدهما الزاوي، بدءًا من اللون الأساسي الأحمر عند 0 درجة، مرورًا باللون الأساسي الأخضر عند 120 درجة واللون الأساسي الأزرق عند 240 درجة، ثم العودة إلى اللون الأحمر عند 360 درجة. في كل هندسة، يشتمل المحور الرأسي المركزي على الألوان المحايدة أو غير اللونية أو الرمادية التي تتراوح من الأعلى إلى الأسفل، من الأبيض عند درجة سطوع 1 (القيمة 1) إلى الأسود عند درجة سطوع 0 (القيمة 0).

في كل من الهندستين، يتم ترتيب الألوان الأساسية والثانوية المضافة - الأحمر والأصفر والأخضر والسماوي والأزرق والأرجواني - والمخاليط الخطية بين الأزواج المتجاورة منها، والتي تسمى أحيانًا الألوان النقية ، حول الحافة الخارجية للأسطوانة مع تشبع 1. هذه الألوان المشبعة لها سطوع 0.5 في HSL، بينما في HSV لها قيمة 1. إن خلط هذه الألوان النقية مع الأسود - لإنتاج ما يسمى بالظلال - يترك التشبع دون تغيير. في HSL، لا يتغير التشبع أيضًا عن طريق الصبغ باللون الأبيض، والمخاليط التي تحتوي على الأسود والأبيض فقط - تسمى النغمات - لها تشبع أقل من 1. في HSV، يقلل الصبغ وحده من التشبع.

الشكل 3أ-ب. إذا رسمنا الصبغة و(أ) سطوع HSL أو (ب) قيمة HSV مقابل اللون ( نطاق قيم RGB) بدلاً من التشبع (اللون على أقصى لون لتلك الشريحة)، فإن الشكل الصلب الناتج هو ثنائي المخروط أو مخروط ، على التوالي، وليس أسطوانة. غالبًا ما تدعي مثل هذه المخططات أنها تمثل HSL أو HSV بشكل مباشر، مع تسمية بُعد اللون بشكل مربك "التشبع".

لأن هذه التعريفات للتشبع - حيث تعتبر الألوان شبه المحايدة الداكنة جدًا (في كلا النموذجين) أو الفاتحة جدًا (في HSL) مشبعة بالكامل (على سبيل المثال،من أسفل اليمين في أسطوانة HSL المقطعة أو[ أ ] كما هو موضح أدناه، فإن حساب اللون هو خطوة مفيدة في اشتقاق كل نموذج . ولأن مثل هذا النموذج الوسيط - بأبعاد الصبغة واللون وقيمة HSV أو سطوع HSL - يأخذ شكل مخروطي أو ثنائي المخروط ، فإن HSV غالبًا ما يُطلق عليه "نموذج المخروط السداسي" بينما غالبًا ما يُطلق على HSL "نموذج المخروط السداسي الثنائي" (الشكل 8). ]

تحفيز

تنتج معظم أجهزة التلفاز وشاشات الكمبيوتر وأجهزة العرض الألوان من خلال الجمع بين الضوء الأحمر والأخضر والأزرق بدرجات متفاوتة من الشدة - ما يسمى بالألوان الأساسية المضافة RGB . يمكن للمخاليط الناتجة في مساحة ألوان RGB إعادة إنتاج مجموعة كبيرة ومتنوعة من الألوان (تسمى مجموعة الألوان )؛ ومع ذلك، فإن العلاقة بين الكميات المكونة للضوء الأحمر والأخضر والأزرق واللون الناتج غير بديهية، وخاصة بالنسبة للمستخدمين عديمي الخبرة، وللمستخدمين المألوفين بخلط الألوان الطرحي للدهانات أو نماذج الفنانين التقليديين القائمة على الصبغات والظلال ( الشكل 4 ). علاوة على ذلك، لا تحدد نماذج الألوان المضافة أو الطرحية علاقات الألوان بنفس الطريقة التي تفعلها العين البشرية . [ج]

على سبيل المثال، تخيل أن لدينا شاشة RGB يتم التحكم في لونها من خلال ثلاثة أشرطة تمرير تتراوح من 0 إلى 255 ، حيث يتحكم أحدها في شدة كل من الألوان الأساسية الأحمر والأخضر والأزرق. إذا بدأنا بشاشة برتقالية ملونة نسبيًا، مع قيم sRGB R = 217 و G = 118 و B = 33 ، وتريد تقليل لونها إلى النصف إلى برتقالي أقل تشبعًا، سوف نحتاج إلى سحب أشرطة التمرير لتقليل R بمقدار 31، وزيادة G بمقدار 24، وزيادة B بمقدار 59، كما هو موضح أدناه.

بدءًا من الخمسينيات من القرن العشرين، استخدمت عمليات البث التلفزيوني الملون نظام ألوان متوافق حيث تم ترميز إشارات " السطوع " و" اللون " بشكل منفصل، بحيث لا تزال أجهزة التلفزيون بالأبيض والأسود غير المعدلة الموجودة قادرة على استقبال البث الملون وعرض صورة أحادية اللون. [9]

في محاولة لاستيعاب نماذج خلط الألوان التقليدية والبديهية، قدم رواد رسومات الكمبيوتر في PARC و NYIT نموذج HSV لتكنولوجيا العرض بالكمبيوتر في منتصف السبعينيات، والذي وصفه رسميًا Alvy Ray Smith [10] في عدد أغسطس 1978 من Computer Graphics . في نفس العدد، وصف Joblove وGreenberg [11] نموذج HSL - الذي أطلقوا على أبعاده اسم الصبغة واللون النسبي والشدة - وقارنوه بـ HSV ( الشكل 1 ). استند نموذجهم بشكل أكبر على كيفية تنظيم الألوان وتصورها في الرؤية البشرية من حيث سمات صنع الألوان الأخرى ، مثل الصبغة والسطوع واللون؛ بالإضافة إلى طرق خلط الألوان التقليدية - على سبيل المثال، في الرسم - والتي تنطوي على خلط الصبغات ذات الألوان الزاهية مع الأسود أو الأبيض لتحقيق ألوان أفتح أو أغمق أو أقل لونًا.

في العام التالي، 1979، في SIGGRAPH ، قدمت شركة Tektronix محطات رسومية تستخدم HSL لتعيين الألوان، وأوصت لجنة معايير الرسوميات الحاسوبية بذلك في تقريرها السنوي عن الحالة ( الشكل 7 ). كانت هذه النماذج مفيدة ليس فقط لأنها كانت أكثر سهولة في الاستخدام من قيم RGB الخام، ولكن أيضًا لأن التحويلات من وإلى RGB كانت سريعة للغاية في الحساب: يمكن تشغيلها في الوقت الفعلي على أجهزة السبعينيات. وبالتالي، أصبحت هذه النماذج ومثيلاتها منتشرة في جميع أنحاء برامج تحرير الصور والرسومات منذ ذلك الحين. يتم وصف بعض استخداماتها أدناه. [12] [13] [14] [15]

الاشتقاق الرسمي

يُظهر الرسم البياني المشابه لرسم بياني اشتقاق نموذجي HSL وHSV ونموذج السطوع/اللون/الصبغة. في الأعلى يوجد "مكعب ألوان" RGB، والذي يميل في الخطوة الأولى إلى زاويته بحيث يقع اللون الأسود في الأسفل والأبيض في الأعلى. في الخطوة التالية، تتباعد النماذج الثلاثة، ويتم تحديد ارتفاع الأحمر والأصفر والأخضر والسماوي والأزرق والأرجواني بناءً على صيغة السطوع أو القيمة أو السطوع: في نموذج HSV، يتم وضع كل هذه الألوان الستة في المستوى مع الأبيض، مما يشكل هرمًا سداسيًا مقلوبًا؛ في نموذج HSL، يتم وضع كل الألوان الستة في مستوى في منتصف الطريق بين الأبيض والأسود، مما يشكل هرمًا ثنائيًا؛ في نموذج السطوع/اللون/الصبغة، يتم تحديد الارتفاع بالصيغة التقريبية السطوع يساوي 0.3 مرة الأحمر زائد 0.6 مرة الأخضر زائد 0.1 مرة الأزرق. في الخطوة التالية، يتم توسيع كل شريحة أفقية من HSL وHSV لملء منشور سداسي بعرض موحد، بينما يتم تضمين نموذج السطوع/اللون/الصبغة ببساطة في هذا المنشور دون تعديل. كخطوة أخيرة، يتم تحريف المنشورات السداسية للنماذج الثلاثة إلى أسطوانات، مما يعكس طبيعة تعريف اللون والتشبع أو اللون. للحصول على التفاصيل الكاملة والشكليات الرياضية، اقرأ بقية هذا القسم.
الشكل 8. الاشتقاق الهندسي للتمثيلات الأسطوانية HSL وHSV لـ "مكعب الألوان" RGB.
اشتقاق هندسي مرئي لتمثيل HSV الأسطواني لـ "مكعب الألوان" RGB
اشتقاق هندسي مرئي للتمثيل الأسطواني HSL لـ "مكعب الألوان" RGB

سمات صنع الألوان

لا ترتبط أبعاد هندسة HSL وHSV - وهي تحويلات بسيطة لنموذج RGB غير القائم على الإدراك - بشكل مباشر بخصائص تكوين الألوان الضوئية التي تحمل نفس الأسماء، كما حددها علماء مثل CIE أو ASTM . ومع ذلك، يجدر مراجعة هذه التعريفات قبل القفز إلى اشتقاق نماذجنا. [د] لمعرفة تعريفات خصائص تكوين الألوان التي تلي ذلك، انظر: [16] [17] [18] [19] [20] [21]

لون
"صفة الإحساس البصري التي تظهر بموجبها منطقة ما وكأنها تشبه أحد الألوان المدركة : الأحمر، والأصفر، والأخضر، والأزرق، أو مزيج من اثنين منها". [16]
الاشعاع ( L e,Ω )
القدرة الإشعاعية للضوء الذي يمر عبر سطح معين لكل وحدة زاوية صلبة لكل وحدة مساحة مسقطة، مقاسة بوحدات النظام الدولي للوحدات بالواط لكل ستراديان لكل متر مربع ( W·sr −1 ·m −2 ).
السطوع ( Y أو L v,Ω )
الإشعاع المرجح بتأثير كل طول موجي على مراقب بشري نموذجي، يقاس بوحدات النظام الدولي للوحدات بوحدة شمعة لكل متر مربع ( cd/m 2 ). غالبًا ما يستخدم مصطلح الإضاءة للإشارة إلى الإضاءة النسبية ، Y / Y n ، حيث Y n هي إضاءة النقطة البيضاء المرجعية .
لوما ( Y )
المجموع المرجح لقيم R و G و B المصححة بواسطة جاما ، والمستخدمة في Y CbCr ، لضغط JPEG ونقل الفيديو.
السطوع (أو القيمة)
"صفة الإحساس البصري التي تظهر بموجبها منطقة ما وكأنها تصدر قدرًا أكبر أو أقل من الضوء". [16]
خفة
"السطوع النسبي لسطوع اللون الأبيض المضاء بشكل مشابه". [16]
الألوان
"صفة الإحساس البصري التي بموجبها يبدو اللون المتصور لمنطقة ما لونيًا بدرجة أكبر أو أقل". [16]
كروما
"اللون النسبي لسطوع اللون الأبيض المضاء بشكل مشابه". [16]
التشبع
"لون الحافز نسبة إلى سطوعه الخاص". [16]

السطوع واللون هما مقياسان مطلقان يصفان عادة التوزيع الطيفي للضوء الداخل إلى العين، بينما يتم قياس السطوع واللون بالنسبة إلى بعض النقاط البيضاء ، وبالتالي يتم استخدامهما غالبًا لوصف ألوان السطح، ويظلان ثابتين تقريبًا حتى مع تغير السطوع واللون مع الإضاءة المختلفة . يمكن تعريف التشبع إما على أنه نسبة اللون إلى السطوع، أو نسبة اللون إلى السطوع.

النهج العام

يمكن اشتقاق نماذج HSL وHSV والنماذج ذات الصلة من خلال استراتيجيات هندسية، أو يمكن اعتبارها حالات محددة لـ "نموذج LHS معمم". أخذ بناة نموذجي HSL وHSV مكعب RGB - بكميات مكونة من الضوء الأحمر والأخضر والأزرق بلون يُشار إليه بـ R و G و B [0، 1] [E] - وأمالوه على زاويته، بحيث استقر اللون الأسود عند الأصل مع الأبيض فوقه مباشرة على طول المحور الرأسي، ثم قاموا بقياس درجة لون الألوان في المكعب من خلال زاويتها حول هذا المحور، بدءًا من اللون الأحمر عند 0 درجة. ثم توصلوا إلى توصيف للسطوع/القيمة/السطوع، وحددوا التشبع ليتراوح من 0 على طول المحور إلى 1 عند النقطة الأكثر لونًا لكل زوج من المعلمات الأخرى. [2] [10] [11]

اللون والصبغة

عندما يتم إسقاط مكعب RGB، مائل بحيث تستقر زاويته البيضاء رأسيًا فوق زاويته السوداء، في المستوى العمودي على هذا المحور المحايد، فإنه يشكل شكل مسدس، مع ترتيب الأحمر والأصفر والأخضر والسماوي والأزرق والأرجواني عكس اتجاه عقارب الساعة عند زواياه. يحدد هذا الإسقاط لون وصبغة أي لون، كما هو موضح في التسمية التوضيحية ونص المقالة.
الشكل 9. يتم تحديد كل من الصبغة واللون بناءً على إسقاط مكعب RGB على مسدس في "مستوى اللون". اللون هو الحجم النسبي للسداسي الذي يمر عبر نقطة، واللون هو مدى بعد النقطة حول حافة السداسي.

في كل من نماذجنا، نحسب كلًا من الصبغة وما ستسميه هذه المقالة بالكروما ، بعد جوبلوف وجرينبرج (1978)، بنفس الطريقة - أي أن صبغة اللون لها نفس القيم العددية في جميع هذه النماذج، كما هو الحال مع كروماه. إذا أخذنا مكعب RGB المائل، وأسقطناه على " مستوى اللون " العمودي على المحور المحايد، فإن إسقاطنا يأخذ شكل مسدس، مع الأحمر والأصفر والأخضر والسماوي والأزرق والأرجواني في زواياه ( الشكل 9 ). الصبغة هي تقريبًا زاوية المتجه إلى نقطة في الإسقاط، مع الأحمر عند 0 درجة، بينما الكروما هي تقريبًا مسافة النقطة من الأصل. [F] [G]

بتعبير أدق، يتم تعريف كل من الصبغة واللون في هذا النموذج فيما يتعلق بالشكل السداسي للإسقاط. اللون هو نسبة المسافة من الأصل إلى حافة السداسي. في الجزء السفلي من الرسم التخطيطي المجاور، هذه هي نسبة الأطوال OP / OP ، أو بدلاً من ذلك نسبة أقطار السداسيين. هذه النسبة هي الفرق بين أكبر وأصغر قيمة بين R أو G أو B في اللون. لتسهيل كتابة تعريفاتنا، سنعرف قيم مكونات الحد الأقصى والحد الأدنى واللون على أنها M و m و C على التوالي. [H]

لفهم سبب إمكانية كتابة اللون على هيئة Mm ، لاحظ أن أي لون محايد، مع R = G = B ، يسقط على الأصل وبالتالي يكون له لون صفري. وبالتالي، إذا أضفنا أو طرحنا نفس المقدار من كل من الألوان الثلاثة R و G و B ، فإننا نتحرك رأسياً داخل المكعب المائل، ولا نغير الإسقاط. وبالتالي، فإن أي لونين من ( R و G و B ) و ( Rm و Gm و Bm ) يسقطان على نفس النقطة، ويكون لهما نفس اللون. لون اللون الذي يكون أحد مكوناته مساويًا للصفر ( m = 0) هو ببساطة الحد الأقصى للمكونين الآخرين. هذا اللون هو M في الحالة الخاصة للون الذي يكون مكونه صفريًا، و Mm بشكل عام.

اللون هو نسبة المسافة حول حافة السداسي التي تمر عبر النقطة المسقطة، والتي تم قياسها في الأصل على النطاق [ 0، 1] ولكن الآن يتم قياسها عادةً بالدرجات [0 درجة، 360 درجة) . بالنسبة للنقاط التي تسقط على الأصل في المستوى اللوني (أي درجات الرمادي)، فإن اللون غير محدد. رياضيًا، يُكتب تعريف اللون هذا على شكل قطع : [I]

في بعض الأحيان، يتم تعيين درجة اللون 0° للألوان المحايدة (أي مع C = 0 ) لتسهيل التمثيل.

في الصورة على اليسار الإسقاط السداسي الذي تم عرضه سابقًا. وفي اليمين، تم تغيير كل جانب من جوانب السداسي إلى قوس بزاوية 60 درجة لدائرة لها نفس نصف القطر.
الشكل 10. تعريفات اللون والصبغة في HSL وHSV لها تأثير تشويه السداسيات إلى دوائر.

تعادل هذه التعريفات تشويهًا هندسيًا للمسدسات إلى دوائر: يتم رسم كل جانب من جوانب السداسي خطيًا على قوس 60 درجة من الدائرة ( الشكل 10 ). بعد هذا التحويل، يكون اللون هو الزاوية حول الأصل واللون هو المسافة من الأصل: زاوية وحجم المتجه الذي يشير إلى اللون.

بدلاً من قياس الصبغة واللون بالإشارة إلى الحافة السداسية لإسقاط مكعب RGB في المستوى العمودي على محوره المحايد، يمكننا تحديد إحداثيات اللون ألفا وبيتا في المستوى - مع توجيه ألفا في اتجاه اللون الأحمر، وبيتا عموديًا عليه - ثم تحديد الصبغة H2 واللون C2 كإحداثيات قطبية لهاتين الإحداثيات. أي أن ظل الصبغة هو بيتا على ألفا، واللون المربع هو ألفا مربع زائد بيتا مربع.
الشكل 11. إنشاء إحداثيات اللون المستطيلة α و β ، ثم تحويلها إلى اللون H 2 واللون C 2 ينتج قيمًا مختلفة قليلاً عن حساب اللون السداسي H واللون C : قارن الأرقام في هذا الرسم البياني بتلك الموجودة سابقًا في هذا القسم.

في بعض الأحيان، بالنسبة لتطبيقات تحليل الصور، يتم تخطي تحويل السداسي إلى الدائرة، ويتم تحديد الصبغة واللون (سنشير إليهما بـ H 2 و C 2 ) من خلال تحويلات الإحداثيات الديكارتية إلى القطبية المعتادة ( الشكل 11 ). أسهل طريقة لاستنتاجها هي عبر زوج من إحداثيات اللون الديكارتية والتي سنسميها α و β : [22] [23] [24]

( تحسب دالة atan2 ، وهي "دالة ظل عكسي ذات حجتين"، الزاوية من زوج إحداثيات ديكارتية.)

لاحظ أن هذين التعريفين للصبغة ( H و H 2 ) يتطابقان تقريبًا، مع وجود أقصى فرق بينهما لأي لون يبلغ حوالي 1.12 درجة - وهو ما يحدث عند اثني عشر لونًا معينًا، على سبيل المثال H = 13.38 درجة ، H 2 = 12.26 درجة - ومع H = H 2 لكل مضاعف لـ 30 درجة. يختلف التعريفان للون ( C و C 2 ) بشكل أكبر: فهما متساويان عند زوايا مسدسنا، ولكن عند نقاط منتصف المسافة بين زاويتين، مثل H = H 2 = 30 درجة ، لدينا C = 1 ، ولكن بفارق يبلغ حوالي 13.4٪.

خفة

عندما نرسم قيمة HSV مقابل اللون، تكون النتيجة، بغض النظر عن اللون، مثلث متساوي الساقين مقلوب، مع اللون الأسود في الأسفل والأبيض في الأعلى محاطًا بأكثر الألوان لونًا من لونين متكاملين في الزوايا اليمنى واليسرى العلوية. عندما نرسم سطوع HSL مقابل اللون، تكون النتيجة عبارة عن معين، مرة أخرى مع اللون الأسود في الأسفل والأبيض في الأعلى، ولكن مع المكملات الملونة في الأطراف الأفقية للخط في منتصف الطريق بينهما. عندما نرسم متوسط ​​المكون، والذي يُطلق عليه أحيانًا شدة HSI، مقابل اللون، تكون النتيجة متوازي أضلاع يتغير شكله اعتمادًا على اللون، حيث تتنوع أكثر الألوان لونًا لكل لون بين ثلث وثلثي اللون بين الأسود والأبيض. يؤدي رسم السطوع مقابل اللون إلى متوازي أضلاع ذي شكل أكثر تنوعًا: يقع اللون الأزرق على بعد حوالي 10 في المائة من المسافة من الأسود إلى الأبيض، بينما يقع اللون الأصفر المكمل له على بعد 90 في المائة من المسافة هناك؛ على النقيض من ذلك، فإن اللون الأخضر يشكل حوالي 60 في المائة من المسافة من الأسود إلى الأبيض في حين أن اللون الأرجواني المكمل له يشكل 40 في المائة من المسافة هناك.
الشكل 12أ-د. أربعة أبعاد مختلفة محتملة لـ "الإضاءة"، مرسومة مقابل اللون، لزوج من الألوان التكميلية. كل رسم بياني عبارة عن مقطع عرضي رأسي للون ثلاثي الأبعاد.

في حين أن تعريف اللون غير مثير للجدال نسبيًا - فهو يلبي تقريبًا المعيار الذي ينص على أن الألوان التي لها نفس اللون المدرك يجب أن يكون لها نفس اللون العددي - فإن تعريف بُعد السطوع أو القيمة أقل وضوحًا: هناك عدة احتمالات اعتمادًا على الغرض والأهداف من التمثيل. فيما يلي أربعة من أكثر الاحتمالات شيوعًا ( الشكل 12 ؛ ثلاثة منها موضحة أيضًا في الشكل 8):

  • التعريف الأبسط هو المتوسط ​​الحسابي ، أي متوسط ​​المكونات الثلاثة، في نموذج HSI المسمى الشدة ( الشكل 12أ ). هذا ببساطة إسقاط نقطة على المحور المحايد - الارتفاع الرأسي لنقطة في مكعبنا المائل. الميزة هي أنه، جنبًا إلى جنب مع حسابات المسافة الإقليدية للصبغة واللون، يحافظ هذا التمثيل على المسافات والزوايا من هندسة مكعب RGB. [23] [25]
  • في نموذج "المخروط السداسي" HSV، يتم تعريف القيمة على أنها أكبر مكون للون، وهو M أعلاه ( الشكل 12ب ). وهذا يضع الألوان الأساسية الثلاثة، وكذلك جميع "الألوان الثانوية" - السماوي والأصفر والأرجواني - في مستوى مع الأبيض، مما يشكل هرمًا سداسيًا من مكعب RGB. [10]
  • في نموذج HSL "bi-hexcone"، يتم تعريف السطوع على أنه متوسط ​​أكبر وأصغر مكونات اللون ( الشكل 12ج )، أي النطاق المتوسط ​​لمكونات RGB. يضع هذا التعريف أيضًا الألوان الأساسية والثانوية في مستوى، ولكن مستوى يمر في منتصف الطريق بين الأبيض والأسود. اللون الناتج عبارة عن مخروط مزدوج مشابه لمخروط أوستوالد، الموضح أعلاه. [11]
  • البديل الأكثر أهمية من الناحية الإدراكية هو استخدام السطوع ، Y ، كبعد للسطوع ( الشكل 12د ). السطوع هو المتوسط ​​المرجح لـ R و G و B المصححة بأشعة جاما ، استنادًا إلى مساهمتها في السطوع المتصور، والذي يستخدم منذ فترة طويلة كبُعد أحادي اللون في البث التلفزيوني الملون. بالنسبة إلى sRGB ، تنتج الألوان الأساسية Rec. 709 Y 709 ، وتستخدم NTSC الرقمية Y 601 وفقًا لـ Rec. 601 ، كما يتم استخدام بعض الألوان الأساسية الأخرى التي تؤدي إلى معاملات مختلفة. [26] [J]
    (SDTV)
    (أدوبي)
    (تلفزيون عالي الدقة)
    (UHDTV، HDR)

تترك كل هذه الصيغ الأربعة المحور المحايد وشأنه. أي أنه بالنسبة للألوان ذات R = G = B ، فإن أيًا من الصيغ الأربع ينتج سطوعًا يساوي قيمة R أو G أو B.

للمقارنة البيانية، انظر الشكل 13 أدناه.

التشبع

الشكل 14أ-د. في كل من HSL وHSV، يكون التشبع ببساطة هو اللون المقاس لملء الفاصل الزمني [0، 1] لكل مجموعة من الصبغة والسطوع أو القيمة.

عند ترميز الألوان في نموذج الصبغة/السطوع/الصبغة أو الصبغة/القيمة/الصبغة (باستخدام التعريفات من القسمين السابقين)، ليست كل مجموعات السطوع (أو القيمة) والصبغة ذات مغزى: أي أن نصف الألوان التي يمكن الإشارة إليها باستخدام H ∈ [0°, 360°) و C ∈ [0, 1] و V ∈ [0, 1] تقع خارج نطاق RGB (الأجزاء الرمادية من الشرائح في الشكل 14). اعتبر منشئو هذه النماذج أن هذا يمثل مشكلة لبعض الاستخدامات. على سبيل المثال، في واجهة اختيار الألوان مع وجود اثنين من الأبعاد في مستطيل والثالث على شريط تمرير، يتكون نصف هذا المستطيل من مساحة غير مستخدمة. تخيل الآن أن لدينا شريط تمرير للسطوع: إن نية المستخدم عند ضبط شريط التمرير هذا غامضة بشكل محتمل: كيف يجب على البرنامج التعامل مع الألوان خارج النطاق؟ أو على العكس من ذلك، إذا اختار المستخدم لونًا أرجوانيًا داكنًا ملونًا قدر الإمكان، ثم حرك شريط تمرير السطوع إلى الأعلى، ما الذي يجب فعله: هل يفضل المستخدم رؤية اللون الأرجواني الفاتح الذي لا يزال ملونًا قدر الإمكان للون والسطوع المحددين؟، أو لون أرجواني أفتح من نفس لون اللون الأصلي تمامًا؟ [11]

لحل مشكلات مثل هذه، تقوم نماذج HSL وHSV بقياس اللون بحيث يتناسب دائمًا مع النطاق [0، 1] لكل مجموعة من الصبغة والسطوع أو القيمة، وتسمي السمة الجديدة تشبع في كلتا الحالتين (الشكل 14). لحساب أي منهما، ما عليك سوى تقسيم اللون على الحد الأقصى للون لتلك القيمة أو السطوع.

الشكل 15أ-ب. في HSI، التشبع ، الموضح في الشريحة على اليمين، هو تقريبًا اللون بالنسبة للسطوع. كما يوجد نموذج شائع بأبعاد I و H2 و C2 ، الموضح في الشريحة على اليسار. لاحظ أن اللون في هذه الشرائح هو نفس اللون أعلاه، لكن H يختلف قليلاً عن H2 .

لا يحاول نموذج HSI المستخدم بشكل شائع في مجال الرؤية الحاسوبية، والذي يأخذ H2 كبعد للصبغة ومتوسط ​​المكون I ("الكثافة") كبعد للسطوع، "ملء" الأسطوانة من خلال تعريفه للتشبع. بدلاً من تقديم واجهات اختيار اللون أو التعديل للمستخدمين النهائيين، فإن هدف HSI هو تسهيل فصل الأشكال في الصورة. وبالتالي يتم تعريف التشبع بما يتماشى مع التعريف النفسي القياسي: اللون النسبي للسطوع ( الشكل 15 ). راجع قسم الاستخدام في تحليل الصور في هذه المقالة. [28]

يؤدي استخدام نفس الاسم لهذه التعريفات الثلاثة المختلفة للتشبع إلى بعض الارتباك، حيث تصف السمات الثلاث علاقات لونية مختلفة بشكل كبير؛ في HSV وHSI، يتطابق المصطلح تقريبًا مع التعريف النفسي، لكروما اللون بالنسبة إلى إضاءته الخاصة، ولكن في HSL لا يقترب. والأسوأ من ذلك، أن كلمة التشبع تُستخدم غالبًا أيضًا لأحد القياسات التي نسميها كروما أعلاه ( C أو C 2 ).

أمثلة

يتم عرض جميع قيم المعلمات الموضحة أدناه كقيم في الفترة [0، 1] ، باستثناء قيم H و H 2 ، والتي تقع في الفترة [0°، 360°) . [K]

لون ر ج ب ح ح 2 ج ج 2 الخامس ل أنا ي 601 س هامسفير س س ل س س س س
#FFFFFF 1.000 1.000 1.000 غير متاح غير متاح 0.000 0.000 1.000 1.000 1.000 1.000 0.000 0.000 0.000
#808080 0.500 0.500 0.500 غير متاح غير متاح 0.000 0.000 0.500 0.500 0.500 0.500 0.000 0.000 0.000
#000000 0.000 0.000 0.000 غير متاح غير متاح 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
#FF0000 1.000 0.000 0.000 0.0 درجة 0.0 درجة 1.000 1.000 1.000 0.500 0.333 0.299 1.000 1.000 1.000
#BFBF00 0.750 0.750 0.000 60.0 درجة 60.0 درجة 0.750 0.750 0.750 0.375 0.500 0.664 1.000 1.000 1.000
#008000 0.000 0.500 0.000 120.0 درجة 120.0 درجة 0.500 0.500 0.500 0.250 0.167 0.293 1.000 1.000 1.000
#80FFFF 0.500 1.000 1.000 180.0 درجة 180.0 درجة 0.500 0.500 1.000 0.750 0.833 0.850 0.500 1.000 0.400
#8080FF 0.500 0.500 1.000 240.0 درجة 240.0 درجة 0.500 0.500 1.000 0.750 0.667 0.557 0.500 1.000 0.250
#BF40BF 0.750 0.250 0.750 300.0 درجة 300.0 درجة 0.500 0.500 0.750 0.500 0.583 0.457 0.667 0.500 0.571
#A0A424 0.628 0.643 0.142 61.8 درجة 61.5 درجة 0.501 0.494 0.643 0.393 0.471 0.581 0.779 0.638 0.699
#411BEA 0.255 0.104 0.918 251.1 درجة 250.0 درجة 0.814 0.750 0.918 0.511 0.426 0.242 0.887 0.832 0.756
#1EAC41 0.116 0.675 0.255 134.9 درجة 133.8 درجة 0.559 0.504 0.675 0.396 0.349 0.460 0.828 0.707 0.667
#F0C80E 0.941 0.785 0.053 49.5 درجة 50.5 درجة 0.888 0.821 0.941 0.497 0.593 0.748 0.944 0.893 0.911
#B430E5 0.704 0.187 0.897 283.7 درجة 284.8 درجة 0.710 0.636 0.897 0.542 0.596 0.423 0.792 0.775 0.686
#ED7651 0.931 0.463 0.316 14.3 درجة 13.2 درجة 0.615 0.556 0.931 0.624 0.570 0.586 0.661 0.817 0.446
#FEF888 0.998 0.974 0.532 56.9 درجة 57.4 درجة 0.466 0.454 0.998 0.765 0.835 0.931 0.467 0.991 0.363
#19CB97 0.099 0.795 0.591 162.4 درجة 163.4 درجة 0.696 0.620 0.795 0.447 0.495 0.564 0.875 0.779 0.800
#362698 0.211 0.149 0.597 248.3 درجة 247.3 درجة 0.448 0.420 0.597 0.373 0.319 0.219 0.750 0.601 0.533
#7E7EB8 0.495 0.493 0.721 240.5 درجة 240.4 درجة 0.228 0.227 0.721 0.607 0.570 0.520 0.316 0.290 0.135

الاستخدام في برامج المستخدم النهائي

الشكل 16أ-ز. بحلول تسعينيات القرن العشرين، أصبحت أدوات اختيار الألوان HSL وHSV منتشرة على نطاق واسع. لقطات الشاشة أعلاه مأخوذة من:
  1. SGI IRIXج.  1995 ؛
  2. أدوبي فوتوشوب ، حوالي عام  1990 ؛
  3. IBM OS/2 Warpحوالي عام  1994 ؛
  4. نظام Apple Macintosh 7 ، حوالي عام  1996 ؛
  5. رسام التصميم الكسوري ، حوالي عام  1993 ؛
  6. مايكروسوفت ويندوز 3.1 ، حوالي عام  1992 ؛
  7. NeXTSTEP ، حوالي عام  1995 .
لا شك أن هذه الأمثلة تستند إلى أمثلة سابقة، تعود إلى مركز أبحاث باركس ومعهد نيويورك للتكنولوجيا في منتصف سبعينيات القرن العشرين. [L]

الغرض الأصلي من HSL وHSV والنماذج المماثلة، وتطبيقها الأكثر شيوعًا حاليًا، هو في أدوات اختيار الألوان . في أبسط صورها، توفر بعض أدوات اختيار الألوان هذه ثلاثة أشرطة تمرير، واحدة لكل سمة. ومع ذلك، تعرض معظمها شريحة ثنائية الأبعاد عبر النموذج، إلى جانب شريط تمرير يتحكم في الشريحة المحددة التي يتم عرضها. يُظهر النوع الأخير من واجهة المستخدم الرسومية تنوعًا كبيرًا، بسبب اختيار الأسطوانات أو المنشورات السداسية أو المخاريط/ثنائية المخروط التي تقترحها النماذج (انظر الرسم البياني بالقرب من أعلى الصفحة). يتم عرض العديد من أدوات اختيار الألوان من التسعينيات على اليمين، وظل معظمها دون تغيير تقريبًا في الوقت الفاصل: اليوم، يستخدم كل أداة اختيار ألوان على الكمبيوتر تقريبًا HSL أو HSV، على الأقل كخيار. تم تصميم بعض المتغيرات الأكثر تطورًا لاختيار مجموعات كاملة من الألوان، بناءً على اقتراحاتها للألوان المتوافقة على علاقات HSL أو HSV بينها. [M]

تعتمد معظم تطبيقات الويب التي تحتاج إلى اختيار الألوان أيضًا على HSL أو HSV، وتوجد أدوات اختيار ألوان مفتوحة المصدر معدة مسبقًا لمعظم أطر عمل واجهة الويب الرئيسية . تسمح مواصفات CSS 3 لمؤلفي الويب بتحديد الألوان لصفحاتهم مباشرةً باستخدام إحداثيات HSL. [N] [29]

تُستخدم HSL وHSV أحيانًا لتحديد التدرجات اللونية لتصور البيانات ، كما هو الحال في الخرائط أو الصور الطبية. على سبيل المثال، قام برنامج GIS الشهير ArcGIS تاريخيًا بتطبيق تدرجات لونية قابلة للتخصيص تعتمد على HSV على البيانات الجغرافية الرقمية. [O]

الشكل 17. معدل اللون المستند إلى HSV لـ xv .
الشكل 18. أداة الصبغة/التشبع في برنامج فوتوشوب 2.5، حوالي عام 1992.

تتضمن برامج تحرير الصور أيضًا بشكل شائع أدوات لضبط الألوان بالإشارة إلى إحداثيات HSL أو HSV، أو إحداثيات في نموذج يعتمد على "الكثافة" أو السطوع المحدد أعلاه. على وجه الخصوص، تعد الأدوات التي تحتوي على زوج من منزلقات "الصبغة" و"التشبع" شائعة الاستخدام، ويرجع تاريخها إلى أواخر الثمانينيات على الأقل، ولكن تم أيضًا تنفيذ العديد من أدوات الألوان الأكثر تعقيدًا. على سبيل المثال، سمح عارض الصور ومحرر الألوان في نظام التشغيل Unix xv بتدوير ستة نطاقات صبغة ( H ) قابلة للتعريف من قبل المستخدم وتغيير حجمها، وتضمن عنصر تحكم يشبه القرص للتشبع ( S HSV )، وواجهة تشبه المنحنيات للتحكم في القيمة ( V ) - انظر الشكل 17. يتضمن محرر الصور Picture Window Pro أداة "تصحيح الألوان" التي تتيح إعادة تعيين معقدة للنقاط في مستوى الصبغة/التشبع بالنسبة إلى مساحة HSL أو HSV. [P]

يستخدم محررو الفيديو هذه النماذج أيضًا. على سبيل المثال، يشتمل كل من Avid و Final Cut Pro على أدوات ألوان تعتمد على HSL أو هندسة مماثلة لاستخدامها في ضبط اللون في الفيديو. باستخدام أداة Avid، يختار المستخدمون متجهًا بالنقر فوق نقطة داخل دائرة الصبغة/التشبع لتحويل جميع الألوان عند مستوى معين من السطوع (الظلال، النغمات المتوسطة، الإضاءات) بواسطة هذا المتجه.

منذ الإصدار 4.0، تقوم أوضاع المزج "Luminosity" و"Hue" و"Saturation" و"Color" في برنامج Adobe Photoshop بدمج الطبقات باستخدام هندسة لونية luma/chroma/hue. وقد تم نسخ هذه الأنماط على نطاق واسع، ولكن العديد من المقلدين يستخدمون هندسة HSL (مثل PhotoImpact و Paint Shop Pro ) أو HSV بدلاً من ذلك. [Q] [R]

الاستخدام في تحليل الصور

غالبًا ما تُستخدم نماذج HSL وHSV وHSI أو النماذج ذات الصلة في رؤية الكمبيوتر وتحليل الصور للكشف عن السمات أو تقسيم الصور . تشمل تطبيقات هذه الأدوات الكشف عن الكائنات، على سبيل المثال في رؤية الروبوت ؛ والتعرف على الكائنات ، على سبيل المثال الوجوه أو النصوص أو لوحات الترخيص ؛ واسترجاع الصور القائمة على المحتوى ؛ وتحليل الصور الطبية . [28]

في الغالب، تعد خوارزميات الرؤية الحاسوبية المستخدمة في الصور الملونة امتدادات مباشرة لخوارزميات مصممة للصور ذات التدرج الرمادي ، على سبيل المثال ، k-means أو التجميع الضبابي لألوان البكسل، أو اكتشاف الحواف الذكية . في أبسط صوره، يتم تمرير كل مكون لوني بشكل منفصل من خلال نفس الخوارزمية. لذلك، من المهم أن يتم تمييز السمات ذات الأهمية في أبعاد اللون المستخدمة. نظرًا لأن مكونات R و G و B للون الكائن في الصورة الرقمية ترتبط جميعها بكمية الضوء التي تصل إلى الكائن، وبالتالي مع بعضها البعض، فإن أوصاف الصور من حيث هذه المكونات تجعل تمييز الكائن أمرًا صعبًا. غالبًا ما تكون الأوصاف من حيث الصبغة/السطوع/اللون أو الصبغة/السطوع/التشبع أكثر أهمية. [28]

بدءًا من أواخر سبعينيات القرن العشرين، تم استخدام تحويلات مثل HSV أو HSI كحل وسط بين الفعالية في التجزئة والتعقيد الحسابي. يمكن اعتبارها متشابهة في النهج والقصد مع المعالجة العصبية المستخدمة بواسطة رؤية الألوان البشرية، دون الاتفاق في التفاصيل: إذا كان الهدف هو اكتشاف الكائن، فإن الفصل التقريبي بين الصبغة والسطوع واللون أو التشبع يكون فعالاً، ولكن لا يوجد سبب معين لمحاكاة استجابة اللون البشرية بدقة. اقترحت أطروحة الماجستير لجون كيندر عام 1976 نموذج HSI. استخدم أوتا وآخرون (1980) بدلاً من ذلك نموذجًا يتكون من أبعاد مماثلة لتلك التي أطلقنا عليها I و α و β . في السنوات الأخيرة، استمرت مثل هذه النماذج في رؤية الاستخدام الواسع، حيث يقارن أداؤها بشكل إيجابي مع النماذج الأكثر تعقيدًا، وتظل بساطتها الحسابية مقنعة. [S] [28] [36] [37] [38]

العيوب

في حين أن HSL وHSV والمساحات ذات الصلة تخدم بشكل جيد بما يكفي لاختيار لون واحد على سبيل المثال، فإنها تتجاهل قدرًا كبيرًا من تعقيد مظهر اللون. في الأساس، تتنازل عن الأهمية الإدراكية لسرعة الحوسبة، منذ وقت في تاريخ الحوسبة (محطات العمل الرسومية الراقية في السبعينيات، أو أجهزة الكمبيوتر المكتبية الاستهلاكية في منتصف التسعينيات) عندما كانت النماذج الأكثر تطورًا باهظة التكلفة من الناحية الحسابية. [T]

إن HSL وHSV عبارة عن تحويلات بسيطة لـ RGB تحافظ على التناظرات في مكعب RGB غير المرتبطة بالإدراك البشري، بحيث تكون زواياه R و G و B متساوية البعد عن المحور المحايد، ومتباعدة بشكل متساوٍ حوله. إذا رسمنا مجموعة ألوان RGB في مساحة أكثر تجانسًا من الناحية الإدراكية، مثل CIELAB (انظر أدناه)، فمن الواضح على الفور أن الألوان الأساسية الحمراء والخضراء والزرقاء لا تتمتع بنفس السطوع أو اللون، أو نفس الدرجات اللونية المتباعدة بالتساوي. علاوة على ذلك، تستخدم شاشات RGB المختلفة ألوانًا أساسية مختلفة، وبالتالي لها مجموعات ألوان مختلفة. نظرًا لأن HSL وHSV يتم تعريفهما بحتة بالإشارة إلى بعض مساحات RGB، فهما ليسا مساحات ألوان مطلقة : لتحديد لون بدقة يتطلب الإبلاغ ليس فقط عن قيم HSL أو HSV، ولكن أيضًا عن خصائص مساحة RGB التي تستند إليها، بما في ذلك تصحيح جاما المستخدم.

إذا أخذنا صورة واستخرجنا مكونات الصبغة والتشبع والسطوع أو القيمة، ثم قارناها بمكونات تحمل نفس الاسم كما حددها علماء الألوان، فيمكننا أن نرى بسرعة الفرق، إدراكيًا. على سبيل المثال، افحص الصور التالية لطائر نافث النار ( الشكل 13 ). الأصل موجود في مساحة ألوان sRGB. CIELAB L * هي كمية سطوع لوني محددة من قبل CIE (تعتمد فقط على السطوع اللوني الإدراكي Y ، ولكن ليس المكونات اللونية المختلطة X أو Z ، لمساحة ألوان CIEXYZ التي اشتُقت منها مساحة ألوان sRGB نفسها)، ومن الواضح أن هذا يبدو مشابهًا في السطوع الإدراكي لصورة اللون الأصلية. إن الإضاءة متشابهة تقريبًا، ولكنها تختلف إلى حد ما عند درجة اللون العالية، حيث تنحرف كثيرًا عن الاعتماد فقط على الإضاءة اللونية الحقيقية ( Y ، أو ما يعادلها L *) وتتأثر باللونية اللونية ( x,y ، أو ما يعادلها، a*,b* من CIELAB). على النقيض من ذلك، تتباعد HSL L وHSV V بشكل كبير عن الإضاءة المحسوسة.

الشكل 20ج. 12 نقطة على عجلة ألوان HSV في مستوى كروما CIELAB ، تُظهر افتقار HSV إلى التوحيد في الصبغة والتشبع.

على الرغم من عدم تطابق أي من الأبعاد في هذه المساحات مع نظائرها الإدراكية، فإن قيمة HSV وتشبع HSL يشكلان مخالفات خاصة. في HSV، اللون الأساسي الأزرقو الأبيضيُعتقد أن لها نفس القيمة، على الرغم من أن اللون الأساسي الأزرق له حوالي 10% من سطوع اللون الأبيض (يعتمد الكسر الدقيق على الألوان الأساسية RGB المستخدمة). في HSL، مزيج من 100% أحمر، 100% أخضر، 90% أزرق - أي أصفر فاتح جدًا- يعتبر أن له نفس تشبع اللون الأخضر الأساسيعلى الرغم من أن اللون السابق لا يحتوي على أي لون أو تشبع تقريبًا وفقًا للتعريفات النفسية القياسية. وقد دفعت مثل هذه الانحرافات سينثيا بروير، الخبيرة في اختيار مخططات الألوان للخرائط وشاشات المعلومات، إلى إخبار الجمعية الإحصائية الأمريكية :

يقدم علم الكمبيوتر عددًا قليلاً من الأقارب الأقل إدراكًا لهذه المساحات الإدراكية التي قد تظهر أيضًا في واجهة البرنامج الخاصة بك، مثل HSV وHLS. إنها تحويلات رياضية سهلة لـ RGB، ويبدو أنها أنظمة إدراكية لأنها تستخدم مصطلحات الصبغة والسطوع/القيمة والتشبع. لكن ألق نظرة فاحصة؛ لا تنخدع. أبعاد اللون الإدراكية ضعيفة القياس من خلال مواصفات اللون المقدمة في هذه الأنظمة وبعض الأنظمة الأخرى. على سبيل المثال، يتم الخلط بين التشبع والسطوع، وبالتالي قد يحتوي مقياس التشبع أيضًا على مجموعة واسعة من درجات السطوع (على سبيل المثال، قد يتقدم من الأبيض إلى الأخضر وهو مزيج من السطوع والتشبع). وبالمثل، يتم الخلط بين الصبغة والسطوع، على سبيل المثال، قد يتم تصنيف الأصفر المشبع والأزرق المشبع على أنهما نفس "السطوع" ولكن بينهما اختلافات كبيرة في السطوع المدرك. تجعل هذه العيوب من الصعب استخدام الأنظمة للتحكم في مظهر مخطط الألوان بطريقة منهجية. إذا كان هناك حاجة إلى الكثير من التعديلات لتحقيق التأثير المطلوب، فإن النظام يقدم فائدة قليلة مقارنة بالتعامل مع المواصفات الخام في RGB أو CMY. [39]

إذا كانت هذه المشكلات تجعل من HSL وHSV مشكلة في اختيار الألوان أو مخططات الألوان، فإنها تجعلها أسوأ بكثير لضبط الصورة. كما ذكر بروير، فإن HSL وHSV يخلطان بين سمات صنع الألوان الإدراكية، بحيث يؤدي تغيير أي بُعد إلى تغييرات غير موحدة في الأبعاد الإدراكية الثلاثة، ويشوه جميع علاقات الألوان في الصورة. على سبيل المثال، تدوير لون أزرق داكن نقينحو اللون الأخضرسيؤدي أيضًا إلى تقليل اللون المتصور، وزيادة السطوع المتصور (الأخير أكثر رمادية وأفتح)، ولكن نفس دوران اللون سيكون له التأثير المعاكس على السطوع واللون الأخضر المزرق الفاتح -ل(الأخير أكثر تنوعًا وأغمق قليلاً). في المثال أدناه ( الشكل 21 )، الصورة (أ) هي الصورة الأصلية لسلحفاة خضراء . في الصورة (ب)، قمنا بتدوير الصبغة ( H ) لكل لون بمقدار -30 درجة ، مع الحفاظ على قيمة HSV والتشبع أو إضاءة HSL والتشبع ثابتة. في الصورة اليمنى (ج)، نقوم بنفس التدوير على صبغة HSL/HSV لكل لون، ولكن بعد ذلك نجبر إضاءة CIELAB ( L *، تقريب لائق للإضاءة المُدركة) على البقاء ثابتة. لاحظ كيف أن النسخة الوسطى المُحولة للصبغة بدون مثل هذا التصحيح تُغير بشكل كبير علاقات الإضاءة المُدركة بين الألوان في الصورة. وعلى وجه الخصوص، تكون صدفة السلحفاة أغمق بكثير ولديها تباين أقل، ومياه الخلفية أفتح بكثير. تستخدم الصورة (د) CIELAB لتحويل الصبغة؛ يوضح الفرق عن (ج) الأخطاء في الصبغة والتشبع.

نظرًا لأن اللون عبارة عن كمية دائرية، يتم تمثيلها رقميًا بانقطاع عند 360 درجة، فمن الصعب استخدامها في الحسابات الإحصائية أو المقارنات الكمية: يتطلب التحليل استخدام الإحصاءات الدائرية . [40] علاوة على ذلك، يتم تعريف اللون بشكل متقطع، في أجزاء 60 درجة، حيث تعتمد علاقة السطوع والقيمة والصبغة مع R و G و B على جزء اللون المعني. يقدم هذا التعريف انقطاعات وزوايا يمكن رؤيتها بوضوح في الشرائح الأفقية من HSL أو HSV. [41]

يذكر خبير الفيديو الرقمي تشارلز بوينتون المشاكل المذكورة أعلاه مع HSL وHSV في الأسئلة الشائعة حول الألوان ، ويستنتج أن:

تم تطوير HSB وHLS لتحديد الصبغة والتشبع والسطوع (أو الصبغة والسطوع والتشبع) رقميًا في عصر كان على المستخدمين فيه تحديد الألوان رقميًا. إن الصياغات المعتادة لـ HSB وHLS معيبة فيما يتعلق بخصائص رؤية الألوان. الآن بعد أن أصبح بإمكان المستخدمين اختيار الألوان بصريًا، أو اختيار الألوان المرتبطة بوسائط أخرى (مثل PANTONE )، أو استخدام أنظمة تعتمد على الإدراك مثل L*u*v* و L*a*b* ، فيجب التخلي عن HSB وHLS. [42]

نماذج الألوان الأخرى ذات الإحداثيات الأسطوانية

لم يكن مبتكرو HSL وHSV أول من تصور الألوان في أشكال مخروطية أو كروية، مع وجود ألوان محايدة تتراوح من الأسود إلى الأبيض في محور مركزي، وألوان تتوافق مع الزوايا حول هذا المحور. ترجع ترتيبات مماثلة إلى القرن الثامن عشر، ولا تزال قيد التطوير في أحدث النماذج العلمية.

صيغ تحويل الألوان

لتحويل من HSL أو HSV إلى RGB، نعكس الخطوات المذكورة أعلاه بشكل أساسي (كما في السابق، R و G و B [0، 1] ). أولاً، نحسب اللون، عن طريق ضرب التشبع في أقصى لون لإضاءة أو قيمة معينة. بعد ذلك، نجد النقطة على أحد الوجوه الثلاثة السفلية لمكعب RGB التي لها نفس اللون واللون مثل لوننا (وبالتالي تسقط على نفس النقطة في مستوى اللون). أخيرًا، نضيف كميات متساوية من R و G و B للوصول إلى الإضاءة أو القيمة المناسبة. [G]

إلى RGB

تحويل من HSL إلى RGB

إذا كان لدينا لون بدرجة لونية H ∈ [0°, 360°) ، وتشبع S L ∈ [0, 1] ، وإضاءة L ∈ [0, 1] ، فإننا نجد أولاً اللون:

وبعد ذلك يمكننا إيجاد نقطة ( R 1 ، G 1 ، B 1 ) على طول الوجوه الثلاثة السفلية لمكعب RGB، بنفس اللون والصبغة الخاصة بلوننا (باستخدام القيمة الوسيطة X للمكون الثاني الأكبر لهذا اللون):

في المعادلة أعلاه، يشير الترميز إلى الباقي من القسمة الإقليدية على 2. ليس بالضرورة عددًا صحيحًا.

عندما يكون عددًا صحيحًا، فإن الصيغة "المجاورة" ستعطي نفس النتيجة، مثل أو ، حسب الاقتضاء.

أخيرًا، يمكننا إيجاد R و G و B عن طريق إضافة نفس الكمية إلى كل مكون، لتتناسب مع الإضاءة:

بديل HSL إلى RGB

يمكن تبسيط الوظائف القطعية المتعددة الأضلاع إلى حد ما عن طريق الاستخدام الذكي للقيم الدنيا والقصوى بالإضافة إلى عملية الباقي.

بالنظر إلى اللون الذي يحتوي على الصبغة والتشبع والسطوع ، نقوم أولاً بتعريف الوظيفة:

أين و:

وقيم المخرجات R,G,B (من ) هي:

تسمح الصيغ البديلة أعلاه بتنفيذات أقصر. في الصيغ أعلاه، تقوم العملية أيضًا بإرجاع الجزء الكسري من الوحدة النمطية ، على سبيل المثال، و .

يتم إنشاء الشكل الأساسي على النحو التالي: هو "مثلث" حيث تبدأ القيم الأكبر أو تساوي -1 من k = 2 وتنتهي عند k = 10، وأعلى نقطة هي عند k = 6. ثم بواسطة نغير القيم الأكبر من 1 لتساوي 1. ثم بواسطة نغير القيم الأقل من -1 لتساوي -1. في هذه المرحلة، نحصل على شيء مشابه للشكل الأحمر من الشكل 24 بعد الانقلاب الرأسي (حيث يكون الحد الأقصى 1 والحد الأدنى هو -1). تستخدم وظائف R,G,B هذا الشكل المحول بالطريقة التالية: يتم إزاحته معامليًا على (بمقدار ) (بشكل مختلف بالنسبة لـ R,G,B) يتم قياسه على (بمقدار ) ويتم إزاحته على (بمقدار ).

نلاحظ خصائص الشكل التالية (الشكل 24 يمكن أن يساعد في الحصول على حدس عنها):

HSV إلى RGB

الشكل 24. تمثيل بياني لإحداثيات RGB مع إعطاء قيم لـ HSV. توضح هذه المعادلة أصل قيم المحور الرأسي المحددة.

إذا كان لدينا لون HSV بدرجة لون H ∈ [0°, 360°) وتشبع S V ∈ [0, 1] وقيمة V ∈ [0, 1] ، فيمكننا استخدام نفس الاستراتيجية. أولاً، نجد اللون:

وبعد ذلك، يمكننا مرة أخرى العثور على نقطة ( R 1 ، G 1 ، B 1 ) على طول الوجوه الثلاثة السفلية لمكعب RGB، بنفس اللون والصبغة الخاصة بلوننا (باستخدام القيمة الوسيطة X للمكون الثاني الأكبر لهذا اللون):

كما في السابق، عندما يكون عددًا صحيحًا، فإن الصيغ "المجاورة" ستعطي نفس النتيجة.

وأخيرًا، يمكننا إيجاد R و G و B عن طريق إضافة نفس الكمية إلى كل مكون، لمطابقة القيمة:

بديل HSV إلى RGB

بالنظر إلى اللون الذي يحتوي على الصبغة والتشبع والقيمة ، نقوم أولاً بتعريف الدالة:

أين و:

وقيم المخرجات R,G,B (من ) هي:

تسمح الصيغ البديلة المكافئة أعلاه بتنفيذ أقصر. في الصيغ أعلاه، يتم إرجاع جزء كسري من الوحدة النمطية أيضًا، على سبيل المثال الصيغة . قيم . الشكل الأساسي

يتم بناؤه على النحو التالي: هو "مثلث" حيث تبدأ القيم غير السلبية من k = 0 وأعلى نقطة عند k = 2 و"تنتهي" عند k = 4، ثم نغير القيم الأكبر من واحد إلى واحد بواسطة ، ثم نغير القيم السلبية إلى صفر بواسطة - ونحصل (بالنسبة لـ ) على شيء مشابه للشكل الأخضر من الشكل 24 (حيث القيمة القصوى هي 1 والقيمة الدنيا هي 0). تستخدم وظائف R وG وB هذا الشكل المحول بالطريقة التالية: تم إزاحته معامليًا على (بواسطة ) (بشكل مختلف بالنسبة لـ R وG وB) وتم قياسه على (بواسطة ) وتم إزاحته على (بواسطة ). نلاحظ خصائص الشكل التالية (يمكن أن يساعد الشكل 24 في الحصول على حدس حول هذا):

تحويل HSI إلى RGB

بالنظر إلى لون HSI بدرجة اللون H ∈ [0°, 360°) ، والتشبع S I ∈ [0, 1] ، والشدة I ∈ [0, 1] ، يمكننا استخدام نفس الاستراتيجية، بترتيب مختلف قليلاً:

أين الكروما؟

وبعد ذلك، يمكننا مرة أخرى العثور على نقطة ( R 1 ، G 1 ، B 1 ) على طول الوجوه الثلاثة السفلية لمكعب RGB، بنفس اللون والصبغة الخاصة بلوننا (باستخدام القيمة الوسيطة X للمكون الثاني الأكبر لهذا اللون):

يحدث التداخل (عندما يكون عددًا صحيحًا) لأن الطريقتين لحساب القيمة متكافئتان: أو ، حسب الاقتضاء.

أخيرًا، يمكننا إيجاد R و G و B عن طريق إضافة نفس الكمية إلى كل مكون، لتتناسب مع الإضاءة:

السطوع واللون والصبغة إلى RGB

إذا كان لدينا لون بدرجة لونية H ∈ [0°, 360°) ولون C ∈ [0, 1] وإضاءة Y 601 ∈ [0, 1] و [U]، فيمكننا مرة أخرى استخدام نفس الإستراتيجية. نظرًا لأن لدينا بالفعل H و C ، فيمكننا على الفور العثور على نقطتنا ( R 1 و G 1 و B 1 ) على طول الوجوه الثلاثة السفلية لمكعب RGB:

يحدث التداخل (عندما يكون عددًا صحيحًا) لأن الطريقتين لحساب القيمة متكافئتان: أو ، حسب الاقتضاء.

وبعد ذلك يمكننا إيجاد R و G و B عن طريق إضافة نفس الكمية إلى كل مكون، لمطابقة الإضاءة:

التحويل المتبادل

HSV إلى HSL

بالنظر إلى اللون مع الصبغة والتشبع والقيمة ،

من HSL إلى HSV

بالنظر إلى اللون مع الصبغة والتشبع والسطوع ،

من RGB

وهذا تكرار للتحويل السابق.

القيمة يجب أن تكون ضمن النطاق .

مع الحد الأقصى للمكون (أي القيمة)

والمكون الأدنى

,

المدى (أي اللون)

والمتوسط ​​​​(أي الخفة)

,

نحصل على لون مشترك:

والتشبعات المتميزة:

عينات

قم بتمرير الماوس فوق العينات أدناه لرؤية قيم R و G و B لكل عينة في شريط الأدوات .

اللغة الإنجليزية: HSL

  ارتفاع = 180 درجة   ع = 0 درجة
ل \ س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  
  ارتفاع = 210 درجة   ارتفاع = 30 درجة
ل \ س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  
  ارتفاع = 240 درجة   ارتفاع = 60 درجة
ل \ س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  
  ارتفاع = 270 درجة   ارتفاع = 90 درجة
ل \ س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  
  ارتفاع = 300 درجة   ارتفاع = 120 درجة
ل \ س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  
  ارتفاع = 330 درجة   ارتفاع = 150 درجة
ل \ س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  

فيروس الهربس البسيط

  ارتفاع  = 180 درجة   ع  = 0 درجة
ف  \  س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  
  ارتفاع  = 210 درجة   ارتفاع  = 30 درجة
ف  \  س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  
  ارتفاع  = 240 درجة   ارتفاع  = 60 درجة
ف  \  س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  
  ارتفاع  = 270 درجة   ارتفاع  = 90 درجة
ف  \  س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  
  ارتفاع  = 300 درجة   ارتفاع  = 120 درجة
ف  \  س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  
  ارتفاع  = 330 درجة   ارتفاع  = 150 درجة
ف  \  س 1 34 12 14 0 14 12 34 1
1                  
78                  
34                  
58                  
12                  
38                  
14                  
18                  
0                  

انظر أيضا

ملحوظات

  1. ^ في ورقة Joblove وGreenberg (1978) التي قدمت لأول مرة HSL، أطلقوا على سطوع HSL اسم "الكثافة"، وأطلقوا على تشبع HSL اسم "الصبغة النسبية"، وأطلقوا على تشبع HSV اسم "التشبع"، وأطلقوا على قيمة HSV اسم "القيمة". وقد وصفوا وقارنوا بعناية وبشكل لا لبس فيه ثلاثة نماذج: الصبغة/الصبغة/الكثافة، والصبغة/الصبغة النسبية/الكثافة، والصبغة/القيمة/التشبع. ومن المؤسف أن المؤلفين اللاحقين كانوا أقل دقة، والاستخدام الحالي لهذه المصطلحات غير متسق ومضلل في كثير من الأحيان.
  2. ^ تم صياغة اسم "هرم سداسي " في سميث (1978)، واستمر استخدامه.
  3. ^ على سبيل المثال، وجدت دراسة أجراها بيرك وآخرون عام 1982 أن المستخدمين كانوا أفضل في وصف الألوان من حيث إحداثيات HSL مقارنة بإحداثيات RGB، بعد تعليمهم كلا النظامين، لكنهم كانوا أفضل بكثير في وصفها من حيث نموذج CNS باللغة الطبيعية (الذي يستخدم أسماء مثل "أخضر مصفر رمادي غامق جدًا" أو "أرجواني مزرق قوي متوسط"). ومع ذلك، لا ينبغي اعتبار هذا أمرًا مسلمًا به: وجدت دراسة أجراها شوارتز وآخرون عام 1987 أن المستخدمين يمكنهم مطابقة الألوان باستخدام عناصر تحكم RGB بشكل أسرع من عناصر تحكم HSL؛ وجدت دراسة أجراها دوغلاس وكيركباتريك عام 1999 أن ردود الفعل المرئية في واجهة المستخدم كانت أكثر أهمية من نموذج اللون المحدد المستخدم، لسرعة مطابقة المستخدم. [6] [7] [8]
  4. ^ "من الواضح أنه إذا كان من المقرر وصف مظهر اللون بطريقة منهجية ورياضية، فيجب أن تكون تعريفات الظواهر الموصوفة دقيقة ومتفق عليها عالميًا." [16]
  5. ^ في صياغة ليفكويتز وهيرمان، تمثل R و G و B الفولتية على بنادق شاشة CRT، والتي قد يكون لها قيم قصوى مختلفة، وبالتالي يمكن أن يكون نطاقها الديكارتي عبارة عن صندوق بأي أبعاد غير متساوية. تستخدم التعريفات الأخرى عادةً قيمًا صحيحة في النطاق [0، 255] ، وتخزين القيمة لكل مكون في بايت واحد . نُعرّف نطاق RGB بأنه مكعب وحدة للراحة لأنه يبسط ويوضح الرياضيات. أيضًا، بشكل عام، يتم حساب HSL وHSV اليوم مباشرةً من R و G و B المصححة بأشعة جاما - على سبيل المثال في مساحة sRGB - ولكن عندما تم تطوير النماذج، ربما كانت تحويلات لمساحة RGB خطية. لم يتناول المؤلفون الأوائل تصحيح جاما على الإطلاق، باستثناء Alvy Ray Smith [10] الذي ذكر بوضوح أنه "سنفترض أن شاشة RGB هي جهاز خطي"، وبالتالي صمم HSV باستخدام RGB خطي. سوف نتخلى عن الأعداد الأولية، ويجب اعتبار العلامات R و G و B بمثابة تمثيل للسمات الثلاث لمساحة RGB الأصلية، سواء كانت مصححة جاما أم لا.
  6. ^ إن استخدام اللون هنا لا يتفق فقط مع ورقة Joblove وGreenberg الأصلية (1978)، بل إنه أيضًا يتماشى مع الروح الصحيحة للتعريف النفسي للمصطلح. تطلق بعض النماذج على هذه الخاصية اسم التشبع - على سبيل المثال وضع المزج "التشبع" في Adobe Photoshop - ولكن مثل هذا الاستخدام أكثر إرباكًا من استخدام المصطلح في HSL أو HSV، خاصةً عندما يتم استخدام تعريفين مختلفين بشكل كبير جنبًا إلى جنب.
  7. ^ ab تحتوي أغلب أوراق وكتب الرسوميات الحاسوبية التي تناقش HSL أو HSV على صيغة أو خوارزمية تصفها رسميًا. الصيغ التالية عبارة عن مزيج من تلك الصيغ. انظر، على سبيل المثال، Agoston (2005) أو Foley (1995)
  8. ^ بذل هانبيري وسيرا (2002) قدرًا كبيرًا من الجهد في شرح سبب إمكانية كتابة ما نسميه كروما هنا على النحو التالي: max( R , G , B ) − min( R , G , B )، وإظهار أن هذه القيمة هي شبه معيارية . لقد احتفظا باسم كروما للمعيار الإقليدي في المستوى اللوني ( C 2 الخاص بنا )، وأطلقا على هذا تشبع المسافة السداسية بدلاً من ذلك، كجزء من نموذج IHLS الخاص بهما
  9. ^ فيما يلي، يمكن اعتبار ضرب الصبغة بمقدار 60 درجة - أي 360 درجة/6 - بمثابة نظير الهندسة السداسية للتحويل من الراديان إلى الدرجات، وهو ضرب بمقدار 360 درجة/2 π : محيط الدائرة الوحدوية هو 2 π ؛ محيط السداسي الوحدوي هو 6.
  10. ^ لمناقشة أكثر تفصيلاً لمصطلح luma ، انظر Charles Poynton (2008). انظر أيضًا مساحة ألوان RGB#Specifications . يستخدم Photoshop معاملات NTSC حصريًا لوضع المزج "Luminosity" الخاص به بغض النظر عن مساحة ألوان RGB المعنية. [27]
  11. ^ تم اختيار الألوان التسعة الأولى في هذا الجدول يدويًا، وتم اختيار الألوان العشرة الأخيرة بشكل عشوائي.
  12. ^ انظر سميث (1978). تم أخذ العديد من لقطات الشاشة هذه من GUIdebook، وتم جمع الباقي من نتائج البحث عن الصور.
  13. ^ على سبيل المثال، تسمح أداة في Illustrator CS4، وأداة الويب ذات الصلة من Adobe، Kuler، للمستخدمين بتحديد مخططات الألوان استنادًا إلى علاقات HSV، ولكن مع دائرة لونية معدلة لتتوافق بشكل أفضل مع نموذج RYB المستخدم تقليديًا من قبل الرسامين. تختار أدوات الويب ColorJack وColor Wizard وColorBlender مخططات الألوان بالإشارة إلى HSL أو HSV.
  14. ^ جرّب البحث على الويب عن " [اسم الإطار] color picker" للحصول على أمثلة لإطار عمل معين، أو " JavaScript color picker" للحصول على نتائج عامة.
  15. ^ يطلق ArcGIS على تدرجات رموز الخريطة الخاصة به اسم "منحدرات الألوان". يمكن للإصدارات الحالية من ArcGIS استخدام CIELAB بدلاً من ذلك لتحديدها. [30]
  16. ^ على سبيل المثال، كان الإصدار الأول من برنامج Photoshop يحتوي على أداة تعتمد على HSL؛ راجع "صبغة/تشبع Photoshop" في GUIdebook للحصول على لقطات شاشة. [31] [32]
  17. ^ تشرح وثائق الفوتوشوب، على سبيل المثال، "السطوع: ينشئ لونًا ناتجًا بدرجة لون وتشبع اللون الأساسي وسطوع لون المزج." [33]
  18. ^ تم توحيد وضع نمط HSL (مع سطوع Rec. 601) أيضًا في CSS من وثائق قدمتها Adobe وCanon. [34] تحول GIMP 2.10 إلى LCH(ab) من هندسة HSV القديمة. [35]
  19. ^ يحتوي نموذج Ohta et al. على المعلمات I 1 = ( R + G + B )/3 ، I 2 = ( RB )/2 ، I 3 = (2 GRB )/4 . I 1 هو نفس I الخاص بنا ، و I 2 و I 3 مشابهان لـ β و α الخاصين بنا ، على التوالي ، باستثناء (أ) حيث تشير α في اتجاه R في "مستوى اللون" ، وتشير I 3 في اتجاه G ، و (ب) المعلمات لها مقياس خطي مختلف يتجنب 3 من β الخاص بنا .
  20. ^ تم سرد معظم العيوب أدناه في Poynton (1997)، على الرغم من كونها مجرد بيانات، دون أمثلة.
  21. ^ بعض النقاط في هذه الأسطوانة تقع خارج النطاق .

مراجع

  1. ^ انظر مساحة اللون المطلقة .
  2. ^ بواسطة ليفكويتز وهيرمان (1993)
  3. ^ فيلهلم أوستوالد (1916). يموت فاربنفيبل . لايبزيغ.
  4. ^ فيلهلم أوستوالد (1918). يموت هارموني دير فاربن . لايبزيغ.
  5. ^ براءة اختراع أمريكية رقم 4694286، بيرجستيدت، جار أ.، "جهاز وطريقة لتعديل الصور الملونة المعروضة"، نُشرت في 15 سبتمبر 1987، مخصصة لشركة تيكترونيكس، المحدودة 
  6. ^ توبي بيرك؛ آري كوفمان؛ لي براونستون (أغسطس 1982). "دراسة العوامل البشرية لأنظمة تدوين الألوان للرسومات الحاسوبية". اتصالات جمعية الحوسبة الآلية . 25 (8): 547-550. doi : 10.1145/358589.358606 . S2CID  14838329.
  7. ^ مايكل دبليو شوارتز؛ ويليام ب. كوان؛ جون سي. بيتي (أبريل 1987). "مقارنة تجريبية بين نماذج الألوان RGB وYIQ وLAB وHSV والنماذج المقابلة". معاملات ACM للرسومات . 6 (2): 123-158. doi : 10.1145/31336.31338 . S2CID  17287484.
  8. ^ سارة أ. دوغلاس؛ آرثر إي. كيركباتريك (أبريل 1999). "النموذج والتمثيل: تأثير التغذية الراجعة المرئية على الأداء البشري في واجهة اختيار الألوان". معاملات ACM للرسومات . 18 (2): 96-127. doi : 10.1145/318009.318011 . S2CID  14678328.
  9. ^ براءة الاختراع الأصلية لهذه الفكرة كانت من قبل جورج فالينسي في عام 1938:
    براءة اختراع FR رقم 841335، فالنسي، جورج، "Procédé de télévision en couleurs"، نُشرت بتاريخ 17-05-1939، وصدرت بتاريخ 06-02-1939 
    براءة اختراع أمريكية رقم 2375966، فالينسي، جورج، "نظام التلفزيون بالألوان"، نُشرت في 15 مايو 1945 
  10. ^ أ ب ج د سميث (1978)
  11. ^ abcd Joblove and Greenberg (1978)
  12. ^ مورين سي ستون (أغسطس 2001). "دراسة استقصائية عن الألوان في الرسوميات الحاسوبية". دورة في SIGGRAPH 2001.
  13. ^ Ware Myers (يوليو 1979). "رسومات الكمبيوتر التفاعلية: الطيران عالياً - الجزء الأول". Computer . 12 (7): 8–17. doi :10.1109/MC.1979.1658808. S2CID  15344162.
  14. ^ N. Magnetat-Thalmann; N. Chourot; D. Thalmann (مارس 1984). "تدرج الألوان والتظليل والملمس باستخدام محطة طرفية محدودة". منتدى رسومات الكمبيوتر . 3 : 83–90. doi :10.1111/j.1467-8659.1984.tb00092.x. S2CID  29541525.
  15. ^ طاقم رسومات الكمبيوتر (أغسطس 1979). "تقرير حالة لجنة تخطيط معايير الرسومات". ACM SIGGRAPH Computer Graphics . 13 (3): 1–10. doi :10.1145/988497.988498. S2CID  43687764.
  16. ^ abcdefgh فيرتشايلد (2005)، ص 83-93
  17. ^ كوهني (2003)
  18. ^ المصطلحات القياسية للمظهر E284. ASTM . 2009.
  19. ^ International Lighting Vocabulary (الطبعة الرابعة). CIE and IEC . 1987. ISBN 978-3-900734-07-7. تم أرشفة النسخة الأصلية في 2010-02-27 . تم استرجاعها في 2010-02-05 .
  20. ^ بوينتون (1997)
  21. ^ شارما، ج. (2003). دليل التصوير الملون الرقمي . بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 978-0-8493-0900-7.
  22. ^ هانبيري وسيرا (2002)
  23. ^ بواسطة هانبيري (2008)
  24. ^ باتريك لامبرت؛ تييري كارون (1999). "الاندماج الرمزي لخصائص السطوع والصبغة واللون لتقسيم المناطق". التعرف على الأنماط . 32 (11): 1857. رمز Bibcode :1999PatRe..32.1857L. doi :10.1016/S0031-3203(99)00010-2.
  25. ^ رافائيل سي جونزاليس وريتشارد يوجين وودز (2008). معالجة الصور الرقمية ، الطبعة الثالثة. أبر سادل ريفر، نيوجيرسي: برنتيس هول. ISBN 0-13-168728-X . ص 407-413. 
  26. ^ بوينتون (1997). "ما هو وزن اللون الأحمر والأخضر والأزرق الذي يتوافق مع السطوع؟"
  27. ^ بروس ليندبلوم (2001-09-25). http://lists.apple.com/archives/colorsync-users/2001/Sep/msg00488.html مؤرشف من الأصل في 07 يوليو 2011 على موقع واي باك مشين "رد: قناة الإضاءة...".
  28. ^ abcd تشنغ وآخرون. (2001)
  29. ^ Tantek Çelik وChris Lilley وL. David Baron (يوليو 2008). "CSS3 Color Module Level 3".
  30. ^ "العمل مع منحدرات الألوان". معهد أبحاث النظم البيئية . يناير 2008. تم الاسترجاع في 30 أغسطس 2017 .
  31. ^ برادلي، جون (1994). "أدوات تعديل HSV". عالم جون الخامس عشر وغيره من الأشياء الرائعة .
  32. ^ Sinkel, Kiril (January 2010). "دليل المستخدم لبرنامج Picture Window وPicture Window Pro Digital Light & Color" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 12 مايو 2014.
  33. ^ "أوضاع المزج". دليل مستخدم Photoshop . Adobe Systems Incorporated. 15 فبراير 2017.
  34. ^ "التركيب والمزج المستوى 1". www.w3.org .
  35. ^ "أوضاع المزج LCH في GIMP". تسع درجات تحت الصفر .
  36. ^ جون كيندر (1976). "التشبع والصبغة واللون الطبيعي". جامعة كارنيجي ميلون، قسم علوم الكمبيوتر، بيتسبرغ، بنسلفانيا.
  37. ^ يو-إيتشي أوتا؛ تاكيو كانادي؛ توشيوكي ساكاي (1980). "معلومات الألوان لتقسيم المناطق". رسومات الكمبيوتر ومعالجة الصور . 13 (3): 222. doi :10.1016/0146-664X(80)90047-7.
  38. ^ فرانك بيريز؛ كريستوف كوش (1994). "نحو تقسيم الصور الملونة في دارة VLSI التناظرية: الخوارزمية والأجهزة" (PDF) . المجلة الدولية لرؤية الكمبيوتر . 12 : 17–42. doi :10.1007/BF01420983. S2CID  6140819.
  39. ^ Brewer, Cynthia A. (1999). "Color Use Guidelines for Data Representation". Proceedings of the Section on Statistical Graphics . Alexandria, VA: American Statistical Association. ص 55–60. مؤرشف من الأصل في 2009-08-07 . تم الاسترجاع في 2010-02-05 .
  40. ^ فيشر، نيكولاس (1993). التحليل الإحصائي للبيانات الدورية . مطبعة جامعة كامبريدج. doi :10.1017/CBO9780511564345. ISBN 978-0-521-35018-1.
  41. ^ هانبيري، ألان (2003). الإحصاءات الدائرية المطبقة على الصور الملونة . ورشة عمل الرؤية الحاسوبية الشتوية الثامنة. CiteSeerX 10.1.1.4.1381 . 
  42. ^ بوينتون (1997). "ما هو HSB وHLS؟"

فهرس

  • أغوستون، ماكس ك. (2005). الرسوميات الحاسوبية والنمذجة الهندسية: التنفيذ والخوارزميات. لندن: سبرينغر. ص 300-306. ISBN 978-1-85233-818-3.يحتوي كتاب أجوستون على وصف لـ HSV وHSL، وخوارزميات في الكود الزائف لتحويل RGB إلى كل منهما، والعكس مرة أخرى.
  • تشنغ، هينج دا؛ جيانج، شيهوا؛ صن، أنجيلا؛ وانج، جينجلي (2001). "تجزئة الصور الملونة: التطورات والآفاق". التعرف على الأنماط . 34 (12): 2259. رمز Bibcode : 2001PatRe..34.2259C. CiteSeerX  10.1.1.119.2886 . doi : 10.1016/S0031-3203(00)00149-7. S2CID  205904573.تلخص هذه المراجعة الأدبية لرؤية الكمبيوتر بشكل موجز الأبحاث في مجال تقسيم الصور الملونة، بما في ذلك تلك التي تستخدم تمثيلات HSV وHSI.
  • فيرتشايلد، مارك د. (2005). نماذج مظهر اللون (الطبعة الثانية). أديسون ويسلي.لا يناقش هذا الكتاب HSL أو HSV على وجه التحديد، ولكنه أحد المصادر الأكثر قابلية للقراءة والأكثر دقة حول علم الألوان الحالي.
  • فولي، جيه دي ؛ وآخرون (1995). رسومات الكمبيوتر: المبادئ والممارسة (الطبعة الثانية). ريدوود سيتي، كاليفورنيا: أديسون ويسلي. رقم ISBN 978-0-201-84840-3.يعد هذا الكتاب كتابًا قياسيًا للرسومات الحاسوبية في تسعينيات القرن العشرين، ويحتوي على فصل كامل من الخوارزميات المستخدمة في التحويل بين نماذج الألوان، بلغة C.
  • هانبيري، ألان؛ سيرا، جان (ديسمبر 2002). تمثيل الألوان الإحداثية القطبية ثلاثية الأبعاد المناسبة لتحليل الصور . فيينا، النمسا: جامعة فيينا للتكنولوجيا. {{cite book}}: |work=تم تجاهله ( مساعدة )
  • هانبيري، ألان (2008). "إنشاء مساحات الألوان الإحداثية الأسطوانية" (PDF) . رسائل التعرف على الأنماط . 29 (4): 494-500. رمز Bibcode : 2008PaReL..29..494H. CiteSeerX  10.1.1.211.6425 . doi : 10.1016/j.patrec.2007.11.002.
  • جوبلوف، جورج إتش؛ جرينبيرج، دونالد (أغسطس 1978). "مساحات الألوان للرسومات الحاسوبية" (PDF) . رسومات الحاسوب . 12 (3): 20-25. doi :10.1145/965139.807362.كانت ورقة جوبلوف وجرينبيرج هي الأولى التي تصف نموذج HSL، والتي تتم مقارنتها بـ HSV.
  • كوهني، رولف ج. (2003). الفضاء اللوني وأقسامه: ترتيب الألوان من العصور القديمة إلى الوقت الحاضر . نيويورك: وايلي. ISBN 978-0-471-32670-0.لا يذكر هذا الكتاب سوى أنظمة ترتيب الألوان HSL وHSV بشكل موجز، ولكنه وصف شامل لأنظمة ترتيب الألوان عبر التاريخ.
  • ليفكويتز، هايم؛ هيرمان، جابور ت. (1993). "GLHS: نموذج عام للون السطوع والصبغة والتشبع". CVGIP: النماذج الرسومية ومعالجة الصور . 55 (4): 271-285. doi :10.1006/cgip.1993.1019.تشرح هذه الورقة كيف يمكن اعتبار كل من HSL وHSV، فضلاً عن نماذج أخرى مماثلة، بمثابة متغيرات محددة لنموذج "GLHS" الأكثر عمومية. يقدم ليفكويتز وهيرمان كودًا زائفًا للتحويل من RGB إلى GLHS والعكس.
  • MacEvoy, Bruce (يناير 2010). "رؤية الألوان". handprint.com .. وخاصة الأقسام الخاصة بـ "نماذج الألوان الحديثة" و"نظرية الألوان الحديثة". يعد موقع MacEvoy الشامل حول علم الألوان وخلط الطلاء أحد أفضل الموارد على الويب. في هذه الصفحة، يشرح خصائص صنع الألوان والأهداف العامة وتاريخ أنظمة ترتيب الألوان - بما في ذلك HSL وHSV - وأهميتها العملية للرسامين.
  • بوينتون، تشارلز (1997). "الأسئلة الشائعة حول اللون". poynton.com .تشرح صفحة الأسئلة الشائعة التي نشرها خبير الفيديو الرقمي تشارلز بوينتون، من بين أمور أخرى، لماذا يرى أن هذه النماذج "عديمة الفائدة لتحديد الألوان الدقيقة"، ويجب التخلي عنها لصالح نماذج أكثر صلة بالقياس النفسي.
  • بوينتون، تشارلز (2008). "YUV والسطوع يعتبران ضارين". poynton.com . تم الاسترجاع في 30 أغسطس 2017 .
  • سميث، ألفي راي (أغسطس 1978). "أزواج تحويل مجموعة الألوان". رسومات الكمبيوتر . 12 (3): 12-19. doi : 10.1145/965139.807361 .هذه هي الورقة الأصلية التي تصف نموذج "المخروط السداسي"، HSV. كان سميث باحثًا في مختبر الرسوميات الحاسوبية التابع لمعهد نيويورك للتكنولوجيا . يصف استخدام HSV في برنامج الرسم الرقمي المبكر .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=HSL_and_HSV&oldid=1236077814"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate