RGB到HSL转换

Question

我正在创建一个颜色选择工具和HSL滑块，我需要能够转换RGB到HSL。当我寻找一种方法来进行转换时，我发现了这个问题HSL到RGB颜色转换。

虽然它提供了一个从RGB到HSL的转换函数，但我看不出计算中到底发生了什么。为了更好地理解它，我在维基百科上读过HSL和HSV。

后来，我用"HSL和HSV“页面的计算重写了从"HSL到RGB颜色转换”的函数。

如果R是最大值，我就只能计算色调了。参见"HSL和HSV“页面中的计算：

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这是来自另一个wiki页面的荷兰语：

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这是从答案到"HSL到RGB颜色转换“：

case r: h = (g - b) / d + (g < b ? 6 : 0); break; // d = max-min = c

我用几个RGB值测试了这三个值，它们似乎产生了相似的(如果不是精确的)结果。我想知道的是他们的表演是一样的吗？对于某些特定的RGB值，我会得到不同的结果吗？我该用哪一种？

hue = (g - b) / c;                   // dutch wiki
hue = ((g - b) / c) % 6;             // eng wiki
hue = (g - b) / c + (g < b ? 6 : 0); // SO answer

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function rgb2hsl(r, g, b) {
    // see https://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV#Formal_derivation
    // convert r,g,b [0,255] range to [0,1]
    r = r / 255,
    g = g / 255,
    b = b / 255;
    // get the min and max of r,g,b
    var max = Math.max(r, g, b);
    var min = Math.min(r, g, b);
    // lightness is the average of the largest and smallest color components
    var lum = (max + min) / 2;
    var hue;
    var sat;
    if (max == min) { // no saturation
        hue = 0;
        sat = 0;
    } else {
        var c = max - min; // chroma
        // saturation is simply the chroma scaled to fill
        // the interval [0, 1] for every combination of hue and lightness
        sat = c / (1 - Math.abs(2 * lum - 1));
        switch(max) {
            case r:
                // hue = (g - b) / c;
                // hue = ((g - b) / c) % 6;
                // hue = (g - b) / c + (g < b ? 6 : 0);
                break;
            case g:
                hue = (b - r) / c + 2;
                break;
            case b:
                hue = (r - g) / c + 4;
                break;
        }
    }
    hue = Math.round(hue * 60); // °
    sat = Math.round(sat * 100); // %
    lum = Math.round(lum * 100); // %
    return [hue, sat, lum];
}

Answer 1

此页为颜色空间之间的转换提供了一个函数，包括RGB到HSL。

function RGBToHSL(r,g,b) {
  // Make r, g, and b fractions of 1
  r /= 255;
  g /= 255;
  b /= 255;

  // Find greatest and smallest channel values
  let cmin = Math.min(r,g,b),
      cmax = Math.max(r,g,b),
      delta = cmax - cmin,
      h = 0,
      s = 0,
      l = 0;

  // Calculate hue
  // No difference
  if (delta == 0)
    h = 0;
  // Red is max
  else if (cmax == r)
    h = ((g - b) / delta) % 6;
  // Green is max
  else if (cmax == g)
    h = (b - r) / delta + 2;
  // Blue is max
  else
    h = (r - g) / delta + 4;

  h = Math.round(h * 60);
    
  // Make negative hues positive behind 360°
  if (h < 0)
      h += 360;

  // Calculate lightness
  l = (cmax + cmin) / 2;

  // Calculate saturation
  s = delta == 0 ? 0 : delta / (1 - Math.abs(2 * l - 1));
    
  // Multiply l and s by 100
  s = +(s * 100).toFixed(1);
  l = +(l * 100).toFixed(1);

  return "hsl(" + h + "," + s + "%," + l + "%)";
}

Answer 2

HSL中的色调就像圆圈中的一个角度。该角度的相关值位于0..360间隔内。然而，在计算中可能会产生负值。这就是为什么这三个公式是不同的。他们在最后也是这样做的，他们只是在0..360间隔之外处理不同的值。或者，准确地说，0..6间隔最终被乘以60到0..360

hue = (g - b) / c; // dutch wiki对负值不做任何操作，并假定后续代码可以处理负H值。

hue = ((g - b) / c) % 6; // eng wiki使用%运算符来拟合0..6间隔内的值

hue = (g - b) / c + (g < b ? 6 : 0); // SO answer通过添加+6使负值变为正值来处理负值

你看，这些只是表面上的不同。无论是第二个还是第三个公式，对你来说都很好。

Answer 3

继续我的评论，英文版本看起来是正确的，但我不确定荷兰版本发生了什么，因为我不理解WIKI页面。

下面是我从英文WIKI页面制作的ES6版本，以及一些看起来与WIKI示例相匹配的示例数据(给出或接受Javascript的数字准确性)。希望在创建您自己的功能时，它可能会有用。

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// see: https://en.wikipedia.org/wiki/RGB_color_model
// see: https://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV

// expects R, G, B, Cmax and chroma to be in number interval [0, 1]
// returns undefined if chroma is 0, or a number interval [0, 360] degrees
function hue(R, G, B, Cmax, chroma) {
  let H;
  if (chroma === 0) {
    return H;
  }
  if (Cmax === R) {
    H = ((G - B) / chroma) % 6;
  } else if (Cmax === G) {
    H = ((B - R) / chroma) + 2;
  } else if (Cmax === B) {
    H = ((R - G) / chroma) + 4;
  }
  H *= 60;
  return H < 0 ? H + 360 : H;
}

// returns the average of the supplied number arguments
function average(...theArgs) {
  return theArgs.length ? theArgs.reduce((p, c) => p + c, 0) / theArgs.length : 0;
}

// expects R, G, B, Cmin, Cmax and chroma to be in number interval [0, 1]
// type is by default 'bi-hexcone' equation
// set 'luma601' or 'luma709' for alternatives
// see: https://en.wikipedia.org/wiki/Luma_(video)
// returns a number interval [0, 1]
function lightness(R, G, B, Cmin, Cmax, type = 'bi-hexcone') {
  if (type === 'luma601') {
    return (0.299 * R) + (0.587 * G) + (0.114 * B);
  }
  if (type === 'luma709') {
    return (0.2126 * R) + (0.7152 * G) + (0.0772 * B);
  }
  return average(Cmin, Cmax);
}

// expects L and chroma to be in number interval [0, 1]
// returns a number interval [0, 1]
function saturation(L, chroma) {
  return chroma === 0 ? 0 : chroma / (1 - Math.abs(2 * L - 1));
}

// returns the value to a fixed number of digits
function toFixed(value, digits) {
  return Number.isFinite(value) && Number.isFinite(digits) ? value.toFixed(digits) : value;
}

// expects R, G, and B to be in number interval [0, 1]
// returns a Map of H, S and L in the appropriate interval and digits
function RGB2HSL(R, G, B, fixed = true) {
  const Cmin = Math.min(R, G, B);
  const Cmax = Math.max(R, G, B);
  const chroma = Cmax - Cmin;
  // default 'bi-hexcone' equation
  const L = lightness(R, G, B, Cmin, Cmax);
  // H in degrees interval [0, 360]
  // L and S in interval [0, 1]
  return new Map([
    ['H', toFixed(hue(R, G, B, Cmax, chroma), fixed && 1)],
    ['S', toFixed(saturation(L, chroma), fixed && 3)],
    ['L', toFixed(L, fixed && 3)]
  ]);
}

// expects value to be number in interval [0, 255]
// returns normalised value as a number interval [0, 1]
function colourRange(value) {
  return value / 255;
};

// expects R, G, and B to be in number interval [0, 255]
function RGBdec2HSL(R, G, B) {
  return RGB2HSL(colourRange(R), colourRange(G), colourRange(B));
}

// converts a hexidecimal string into a decimal number
function hex2dec(value) {
  return parseInt(value, 16);
}

// slices a string into an array of paired characters
function pairSlicer(value) {
  return value.match(/../g);
}

// prepend '0's to the start of a string and make specific length
function prePad(value, count) {
  return ('0'.repeat(count) + value).slice(-count);
}

// format hex pair string from value
function hexPair(value) {
  return hex2dec(prePad(value, 2));
}

// expects R, G, and B to be hex string in interval ['00', 'FF']
// without a leading '#' character
function RGBhex2HSL(R, G, B) {
  return RGBdec2HSL(hexPair(R), hexPair(G), hexPair(B));
}

// expects RGB to be a hex string in interval ['000000', 'FFFFFF']
// with or without a leading '#' character
function RGBstr2HSL(RGB) {
  const hex = prePad(RGB.charAt(0) === '#' ? RGB.slice(1) : RGB, 6);
  return RGBhex2HSL(...pairSlicer(hex).slice(0, 3));
}

// expects value to be a Map object
function logIt(value) {
  console.log(value);
  document.getElementById('out').textContent += JSON.stringify([...value]) + '\n';
};

logIt(RGBstr2HSL('000000'));
logIt(RGBstr2HSL('#808080'));
logIt(RGB2HSL(0, 0, 0));
logIt(RGB2HSL(1, 1, 1));
logIt(RGBdec2HSL(0, 0, 0));
logIt(RGBdec2HSL(255, 255, 254));
logIt(RGBhex2HSL('BF', 'BF', '00'));
logIt(RGBstr2HSL('008000'));
logIt(RGBstr2HSL('80FFFF'));
logIt(RGBstr2HSL('8080FF'));
logIt(RGBstr2HSL('BF40BF'));
logIt(RGBstr2HSL('A0A424'));
logIt(RGBstr2HSL('411BEA'));
logIt(RGBstr2HSL('1EAC41'));
logIt(RGBstr2HSL('F0C80E'));
logIt(RGBstr2HSL('B430E5'));
logIt(RGBstr2HSL('ED7651'));
logIt(RGBstr2HSL('FEF888'));
logIt(RGBstr2HSL('19CB97'));
logIt(RGBstr2HSL('362698'));
logIt(RGBstr2HSL('7E7EB8'));

<pre id="out"></pre>

​