HSV barevný prostor

Model HSV (Hue, Saturation, Value), známý také jako HSB (Hue, Saturation, Brightness), definuje barevný prostor z hlediska tří složek:

Model HSV vytvořil v roce 1978 Alvy Ray Smith. Jedná se o nelineární transformaci barevného prostoru RGB a může být použit v barevné progresi. Všimněte si, že HSV a HSB jsou stejné, ale HSL je jiné.

Definice barevného modelu HSV není nezávislá na zařízení. HSV je definována pouze vzhledem k intenzitám RGB – bez fyzikálních definic jejich chromatičnosti a bílého bodu. Pro přesnou a na zařízení nezávislou reprezentaci použijte CIE L*a*b nebo jiný barevný model založený na CIE.

Barevné kolo HSV umožňuje uživateli rychle vybrat množství barev.

Časově pestré znázornění barevného kola HSV.

Model HSV se běžně používá v aplikacích počítačové grafiky. V různých aplikačních kontextech musí uživatel zvolit barvu, která se použije na konkrétní grafický prvek. Při použití tímto způsobem se často používá barevné kolo HSV. V něm je odstín reprezentován kruhovou oblastí; samostatná trojúhelníková oblast může být použita pro reprezentaci sytosti a hodnoty. Obvykle svislá osa trojúhelníku indikuje sytost, zatímco vodorovná osa odpovídá hodnotě. Tímto způsobem lze vybrat barvu tak, že se nejprve vybere odstín z kruhové oblasti, pak se vybere požadovaná sytost a hodnota z trojúhelníkové oblasti.

Kuželové znázornění modelu HSV je vhodné pro vizualizaci celého barevného prostoru HSV v jednom objektu.

Časově různorodé zastoupení HSV kužele.

Další vizualizační metodou HSV modelu je kužel. V tomto znázornění je barevný odstín znázorněn jako trojrozměrný kuželovitý útvar barevného kolečka. Sytost je znázorněna vzdáleností od středu kruhového průřezu kužele a hodnotou je vzdálenost od špičatého konce kužele. Některá znázornění používají místo kruhového kužele šestiúhelníkový kužel neboli šestiúhelník. Tato metoda je vhodná pro vizualizaci celého barevného prostoru HSV v jednom objektu; vzhledem ke své trojrozměrnosti však není vhodná pro výběr barev v dvojrozměrných počítačových rozhraních.

Doporučujeme:  Věty

Válcová reprezentace HSV modelu by mohla být považována za matematicky nejpřesnější model barevného prostoru HSV.

Časově pestrá reprezentace HSV válce.

Barevný prostor HSV by také mohl být vizualizován jako válcovitý objekt; podobně jako kužel nahoře se odstín mění podél vnějšího obvodu válce, přičemž sytost se opět mění se vzdáleností od středu kruhového průřezu. Hodnota se opět mění shora dolů. Takové znázornění by mohlo být považováno za matematicky nejpřesnější model barevného prostoru HSV; nicméně v praxi se počet vizuálně odlišných úrovní sytosti a odstínů snižuje s tím, jak se hodnota přibližuje černé. Navíc počítače obvykle ukládají hodnoty RGB s omezeným rozsahem přesnosti; omezení přesnosti spolu s omezením lidského vnímání barev činí vizualizaci kužele ve většině případů praktičtější.

Graf lze použít pro zobrazení přesně efektu různých úrovní pro odstín, sytost nebo hodnotu.

Graf zvyšujícího se nasycení pro tři úrovně hodnoty.

Graf zvyšující se hodnoty pro tři úrovně nasycení.

Další způsob, jak zobrazit různé úrovně, je ukázat vedle sebe sadu barev, které se mírně liší odstínem, sytostí a hodnotou. Všimněte si, že obrázek má 27 blízkých odstínů oranžové, seřazených podle luma, spirálovitě směřující dovnitř k nejjasnějšímu bodu. Malé středové bloky jsou stejnou sadou barev seřazených v lineárnějším uspořádání.

Obrázek spolu s jeho H, S a V složkami. Všimněte si, že prvek H je jediný, který zobrazuje barvu. Porovnejte tmavou barvu na levé straně střechy stodoly a bílou barvu sněhu; v obou případech mají barvu, ale sytost je velmi nízká, což způsobuje, že jsou téměř ve stupních šedi; intenzita stodoly je však mnohem nižší než sněhu. Zelená barva trávy je vysoce sytá a mírné intenzity; modrá barva hor je stálá, ale liší se intenzitou a sytostí; a obloha má stálou barvu a intenzitu, ale proměnlivou sytost.

Doporučujeme:  Vivipary

Umělci někdy dávají přednost barevnému modelu HSV před alternativními modely, jako je RGB nebo CMYK, kvůli jeho podobnosti s tím, jak lidé mají tendenci vnímat barvu. RGB a CMYK jsou aditivní a subtraktivní modely, respektive definující barvu z hlediska kombinace primárek, zatímco HSV zapouzdřuje informace o barvě v termínech, které jsou lidem známější: Jaká je to barva? Jak je živá? Jak je světlá nebo tmavá? Barevný prostor HSL je v tomto ohledu podobný a pravděpodobně dokonce lepší než HSV.

Tristimulační prostor HSV technicky nepodporuje mapování jedna ku jedné na spektrum fyzikálního výkonu měřené v radiometrii.
Proto není obecně vhodné pokoušet se o přímé srovnávání souřadnic HSV a fyzikálních světelných vlastností, jako je vlnová délka nebo amplituda. Pokud jsou však nepostradatelné fyzikální intuice, je možné převést souřadnice HSV na pseudofyzikální vlastnosti pomocí psychofyzikální terminologie kolorimetrie takto:

Transformace mezi HSV a RGB

Ilustrace vztahu mezi HSV a RGB barevnými prostory.

Nechť se MAX rovná maximu hodnot (R, G, B) a MIN se rovná minimu těchto hodnot.

V počítačové grafice je někdy každý HSV a RGB parametr reprezentován celým číslem od 0 do 255 místo reálného čísla. V tomto případě transformace nepokryjí všechny body v cílovém prostoru a určité zkreslení je způsobeno zaokrouhlením. Například:

Dvě barvy považujeme za komplementární, pokud při jejich smíchání vznikne odstín šedé. Při dané barvě (H, S, V) v barevném prostoru HSV existuje komplement (H‘, S‘, V‘) takový, že když se (H, S, V) a (H‘, S‘, V‘) smíchají ve stejném poměru, sytost výsledné barvy je 0. Potom,