HSV色空間

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出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2023/07/16 07:46 UTC 版)

RGBからHSVへの変換

R、GおよびBが0.0を最小量、1.0を最大値とする0.0から1.0の範囲にあり、(R,G,B)で定義された色が与えられたとすると、それに相当する(H,S,V)カラーは次のような数式により決定することができる。

R,G,Bの三つの値の内、最大のものをMAX、最小のものをMINとすると、この式は次のように書ける。^{[疑問点 – ノート]}

${\begin{aligned}H&={\begin{cases}{\text{undefined,}}&{\text{if }}\mathrm {MIN} =\mathrm {MAX} \\60\times {\frac {G-R}{\mathrm {MAX} -\mathrm {MIN} }}+60,&{\text{if }}\mathrm {MIN} =B\\60\times {\frac {B-G}{\mathrm {MAX} -\mathrm {MIN} }}+180,&{\text{if }}\mathrm {MIN} =R\\60\times {\frac {R-B}{\mathrm {MAX} -\mathrm {MIN} }}+300,&{\text{if }}\mathrm {MIN} =G\end{cases}}\\V&=\mathrm {MAX} \end{aligned}}$

円錐モデル $S=\mathrm {MAX} -\mathrm {MIN} \,$

円柱モデル $S={\frac {\mathrm {MAX} -\mathrm {MIN} }{\mathrm {MAX} }}$

結果は(H,S,V)形式である。Hは0.0から360.0まで変化し、色相が示された色環に沿った角度で表現される。SおよびVは0.0から1.0までの範囲で変化する彩度および明度である。角座標系で、Hの範囲は0から360までであるが、その範囲を超えるHは360.0で割った剰余（またはモジュラ演算）でこの範囲に対応させることができる。たとえば-30は330と等しく、480は120と等しくなる。

この式はHSVの他の性質も示す。

MAX = MIN(例・S = 0)のとき、 Hは定義されない。上記のHSV空間の図を参照するとよい。もしS = 0ならこの色は中央のグレイの直線の周囲にあり、従ってこの色には彩度がなく、角座標には意味がない。

円柱モデルでMAX = 0（例・V = 0）のとき、Sは未定義である。これは上記の円錐状の図に最もよく表れている。もしV = 0ならこの色は完全な黒であり、この色に色相も彩度もない。従って円錐状の図は単一の点に潰れ、この点では角度も角座標系も無意味である。

ソフトウェアでの変換処理

以下の処理を行うことで変換することができる。

※HSV/RGB全要素を0.0～1.0の浮動小数点数で表現した円柱モデルの場合

// (float r, float g, float b)
float max = r > g ? r : g;
max = max > b ? max : b;
float min = r < g ? r : g;
min = min < b ? min : b;
float h = max - min;
if (h > 0.0f) {
    if (max == r) {
        h = (g - b) / h;
        if (h < 0.0f) {
            h += 6.0f;
        }
    } else if (max == g) {
        h = 2.0f + (b - r) / h;
    } else {
        h = 4.0f + (r - g) / h;
    }
}
h /= 6.0f;
float s = (max - min);
if (max != 0.0f)
    s /= max;
float v = max;