누구든지 광 주파수를 RGB 값으로 변환하는 공식을 알고 있습니까?
답변
다음은 전체 변환 프로세스에 대한 자세한 설명입니다. http://www.fourmilab.ch/documents/specrend/ . 소스 코드 포함!
답변
게으른 사람들 (나와 같은)의 경우 @ user151323의 답변에서 찾은 코드의 Java 구현이 있습니다 (즉 Spectra Lab Report 에서 찾은 파스칼 코드의 간단한 번역 ).
static private final double Gamma = 0.80;
static private final double IntensityMax = 255;
/**
* Taken from Earl F. Glynn's web page:
* <a href="http://www.efg2.com/Lab/ScienceAndEngineering/Spectra.htm">Spectra Lab Report</a>
*/
public static int[] waveLengthToRGB(double Wavelength) {
double factor;
double Red, Green, Blue;
if((Wavelength >= 380) && (Wavelength < 440)) {
Red = -(Wavelength - 440) / (440 - 380);
Green = 0.0;
Blue = 1.0;
} else if((Wavelength >= 440) && (Wavelength < 490)) {
Red = 0.0;
Green = (Wavelength - 440) / (490 - 440);
Blue = 1.0;
} else if((Wavelength >= 490) && (Wavelength < 510)) {
Red = 0.0;
Green = 1.0;
Blue = -(Wavelength - 510) / (510 - 490);
} else if((Wavelength >= 510) && (Wavelength < 580)) {
Red = (Wavelength - 510) / (580 - 510);
Green = 1.0;
Blue = 0.0;
} else if((Wavelength >= 580) && (Wavelength < 645)) {
Red = 1.0;
Green = -(Wavelength - 645) / (645 - 580);
Blue = 0.0;
} else if((Wavelength >= 645) && (Wavelength < 781)) {
Red = 1.0;
Green = 0.0;
Blue = 0.0;
} else {
Red = 0.0;
Green = 0.0;
Blue = 0.0;
}
// Let the intensity fall off near the vision limits
if((Wavelength >= 380) && (Wavelength < 420)) {
factor = 0.3 + 0.7 * (Wavelength - 380) / (420 - 380);
} else if((Wavelength >= 420) && (Wavelength < 701)) {
factor = 1.0;
} else if((Wavelength >= 701) && (Wavelength < 781)) {
factor = 0.3 + 0.7 * (780 - Wavelength) / (780 - 700);
} else {
factor = 0.0;
}
int[] rgb = new int[3];
// Don't want 0^x = 1 for x <> 0
rgb[0] = Red == 0.0 ? 0 : (int)Math.round(IntensityMax * Math.pow(Red * factor, Gamma));
rgb[1] = Green == 0.0 ? 0 : (int)Math.round(IntensityMax * Math.pow(Green * factor, Gamma));
rgb[2] = Blue == 0.0 ? 0 : (int)Math.round(IntensityMax * Math.pow(Blue * factor, Gamma));
return rgb;
}
답변
일반적인 아이디어:
- CEI 색상 일치 기능 을 사용 하여 파장을 XYZ 색상 으로 변환 합니다 .
- XYZ를 RGB로 변환
- 구성 요소를 [0..1]로 자르고 부호없는 바이트 범위에 맞게 255를 곱합니다.
1 단계와 2 단계는 다를 수 있습니다.
표 또는 분석적 근사치 (@Tarc 및 @Haochen Xie에서 제안)로 사용할 수있는 몇 가지 색상 일치 함수가 있습니다 . 부드러운 정확한 결과가 필요한 경우 테이블이 가장 좋습니다.
단일 RGB 색 공간이 없습니다. 여러 변환 행렬 과 다른 종류의 감마 보정을 사용할 수 있습니다.
아래는 내가 최근에 생각 해낸 C # 코드입니다. “CIE 1964 표준 관찰자”테이블 및 sRGB 매트릭스 + 감마 보정에 대한 선형 보간을 사용합니다 .
static class RgbCalculator {
const int
LEN_MIN = 380,
LEN_MAX = 780,
LEN_STEP = 5;
static readonly double[]
X = {
0.000160, 0.000662, 0.002362, 0.007242, 0.019110, 0.043400, 0.084736, 0.140638, 0.204492, 0.264737,
0.314679, 0.357719, 0.383734, 0.386726, 0.370702, 0.342957, 0.302273, 0.254085, 0.195618, 0.132349,
0.080507, 0.041072, 0.016172, 0.005132, 0.003816, 0.015444, 0.037465, 0.071358, 0.117749, 0.172953,
0.236491, 0.304213, 0.376772, 0.451584, 0.529826, 0.616053, 0.705224, 0.793832, 0.878655, 0.951162,
1.014160, 1.074300, 1.118520, 1.134300, 1.123990, 1.089100, 1.030480, 0.950740, 0.856297, 0.754930,
0.647467, 0.535110, 0.431567, 0.343690, 0.268329, 0.204300, 0.152568, 0.112210, 0.081261, 0.057930,
0.040851, 0.028623, 0.019941, 0.013842, 0.009577, 0.006605, 0.004553, 0.003145, 0.002175, 0.001506,
0.001045, 0.000727, 0.000508, 0.000356, 0.000251, 0.000178, 0.000126, 0.000090, 0.000065, 0.000046,
0.000033
},
Y = {
0.000017, 0.000072, 0.000253, 0.000769, 0.002004, 0.004509, 0.008756, 0.014456, 0.021391, 0.029497,
0.038676, 0.049602, 0.062077, 0.074704, 0.089456, 0.106256, 0.128201, 0.152761, 0.185190, 0.219940,
0.253589, 0.297665, 0.339133, 0.395379, 0.460777, 0.531360, 0.606741, 0.685660, 0.761757, 0.823330,
0.875211, 0.923810, 0.961988, 0.982200, 0.991761, 0.999110, 0.997340, 0.982380, 0.955552, 0.915175,
0.868934, 0.825623, 0.777405, 0.720353, 0.658341, 0.593878, 0.527963, 0.461834, 0.398057, 0.339554,
0.283493, 0.228254, 0.179828, 0.140211, 0.107633, 0.081187, 0.060281, 0.044096, 0.031800, 0.022602,
0.015905, 0.011130, 0.007749, 0.005375, 0.003718, 0.002565, 0.001768, 0.001222, 0.000846, 0.000586,
0.000407, 0.000284, 0.000199, 0.000140, 0.000098, 0.000070, 0.000050, 0.000036, 0.000025, 0.000018,
0.000013
},
Z = {
0.000705, 0.002928, 0.010482, 0.032344, 0.086011, 0.197120, 0.389366, 0.656760, 0.972542, 1.282500,
1.553480, 1.798500, 1.967280, 2.027300, 1.994800, 1.900700, 1.745370, 1.554900, 1.317560, 1.030200,
0.772125, 0.570060, 0.415254, 0.302356, 0.218502, 0.159249, 0.112044, 0.082248, 0.060709, 0.043050,
0.030451, 0.020584, 0.013676, 0.007918, 0.003988, 0.001091, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000,
0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000,
0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000,
0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000,
0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000, 0.000000,
0.000000
};
static readonly double[]
MATRIX_SRGB_D65 = {
3.2404542, -1.5371385, -0.4985314,
-0.9692660, 1.8760108, 0.0415560,
0.0556434, -0.2040259, 1.0572252
};
public static byte[] Calc(double len) {
if(len < LEN_MIN || len > LEN_MAX)
return new byte[3];
len -= LEN_MIN;
var index = (int)Math.Floor(len / LEN_STEP);
var offset = len - LEN_STEP * index;
var x = Interpolate(X, index, offset);
var y = Interpolate(Y, index, offset);
var z = Interpolate(Z, index, offset);
var m = MATRIX_SRGB_D65;
var r = m[0] * x + m[1] * y + m[2] * z;
var g = m[3] * x + m[4] * y + m[5] * z;
var b = m[6] * x + m[7] * y + m[8] * z;
r = Clip(GammaCorrect_sRGB(r));
g = Clip(GammaCorrect_sRGB(g));
b = Clip(GammaCorrect_sRGB(b));
return new[] {
(byte)(255 * r),
(byte)(255 * g),
(byte)(255 * b)
};
}
static double Interpolate(double[] values, int index, double offset) {
if(offset == 0)
return values[index];
var x0 = index * LEN_STEP;
var x1 = x0 + LEN_STEP;
var y0 = values[index];
var y1 = values[1 + index];
return y0 + offset * (y1 - y0) / (x1 - x0);
}
static double GammaCorrect_sRGB(double c) {
if(c <= 0.0031308)
return 12.92 * c;
var a = 0.055;
return (1 + a) * Math.Pow(c, 1 / 2.4) - a;
}
static double Clip(double c) {
if(c < 0)
return 0;
if(c > 1)
return 1;
return c;
}
}
400-700 nm 범위의 결과 :
답변
이것은 오래된 질문이고 이미 몇 가지 좋은 대답을 얻었지만 내 응용 프로그램에서 이러한 변환 기능을 구현하려고 할 때 이미 여기에 나열된 알고리즘에 만족하지 않았고 자체 조사를 수행하여 좋은 결과를 얻었습니다. 그래서 저는 새로운 답변을 게시 할 것입니다.
몇 가지 연구 끝에 CIE XYZ Color Matching Functions에 대한 Simple Analytic Approximations라는 논문 을 접하고 도입 된 다중 로브 조각 별 가우스 피팅 알고리즘을 애플리케이션에 채택하려고했습니다. 이 논문에서는 파장을 해당 XYZ 값 으로 변환하는 기능 만 설명 했기 때문에 sRGB 색 공간에서 XYZ를 RGB로 변환하는 기능을 구현하여 결합했습니다. 결과는 환상적이고 공유 할 가치가 있습니다.
/**
* Convert a wavelength in the visible light spectrum to a RGB color value that is suitable to be displayed on a
* monitor
*
* @param wavelength wavelength in nm
* @return RGB color encoded in int. each color is represented with 8 bits and has a layout of
* 00000000RRRRRRRRGGGGGGGGBBBBBBBB where MSB is at the leftmost
*/
public static int wavelengthToRGB(double wavelength){
double[] xyz = cie1931WavelengthToXYZFit(wavelength);
double[] rgb = srgbXYZ2RGB(xyz);
int c = 0;
c |= (((int) (rgb[0] * 0xFF)) & 0xFF) << 16;
c |= (((int) (rgb[1] * 0xFF)) & 0xFF) << 8;
c |= (((int) (rgb[2] * 0xFF)) & 0xFF) << 0;
return c;
}
/**
* Convert XYZ to RGB in the sRGB color space
* <p>
* The conversion matrix and color component transfer function is taken from http://www.color.org/srgb.pdf, which
* follows the International Electrotechnical Commission standard IEC 61966-2-1 "Multimedia systems and equipment -
* Colour measurement and management - Part 2-1: Colour management - Default RGB colour space - sRGB"
*
* @param xyz XYZ values in a double array in the order of X, Y, Z. each value in the range of [0.0, 1.0]
* @return RGB values in a double array, in the order of R, G, B. each value in the range of [0.0, 1.0]
*/
public static double[] srgbXYZ2RGB(double[] xyz) {
double x = xyz[0];
double y = xyz[1];
double z = xyz[2];
double rl = 3.2406255 * x + -1.537208 * y + -0.4986286 * z;
double gl = -0.9689307 * x + 1.8757561 * y + 0.0415175 * z;
double bl = 0.0557101 * x + -0.2040211 * y + 1.0569959 * z;
return new double[] {
srgbXYZ2RGBPostprocess(rl),
srgbXYZ2RGBPostprocess(gl),
srgbXYZ2RGBPostprocess(bl)
};
}
/**
* helper function for {@link #srgbXYZ2RGB(double[])}
*/
private static double srgbXYZ2RGBPostprocess(double c) {
// clip if c is out of range
c = c > 1 ? 1 : (c < 0 ? 0 : c);
// apply the color component transfer function
c = c <= 0.0031308 ? c * 12.92 : 1.055 * Math.pow(c, 1. / 2.4) - 0.055;
return c;
}
/**
* A multi-lobe, piecewise Gaussian fit of CIE 1931 XYZ Color Matching Functions by Wyman el al. from Nvidia. The
* code here is adopted from the Listing 1 of the paper authored by Wyman et al.
* <p>
* Reference: Chris Wyman, Peter-Pike Sloan, and Peter Shirley, Simple Analytic Approximations to the CIE XYZ Color
* Matching Functions, Journal of Computer Graphics Techniques (JCGT), vol. 2, no. 2, 1-11, 2013.
*
* @param wavelength wavelength in nm
* @return XYZ in a double array in the order of X, Y, Z. each value in the range of [0.0, 1.0]
*/
public static double[] cie1931WavelengthToXYZFit(double wavelength) {
double wave = wavelength;
double x;
{
double t1 = (wave - 442.0) * ((wave < 442.0) ? 0.0624 : 0.0374);
double t2 = (wave - 599.8) * ((wave < 599.8) ? 0.0264 : 0.0323);
double t3 = (wave - 501.1) * ((wave < 501.1) ? 0.0490 : 0.0382);
x = 0.362 * Math.exp(-0.5 * t1 * t1)
+ 1.056 * Math.exp(-0.5 * t2 * t2)
- 0.065 * Math.exp(-0.5 * t3 * t3);
}
double y;
{
double t1 = (wave - 568.8) * ((wave < 568.8) ? 0.0213 : 0.0247);
double t2 = (wave - 530.9) * ((wave < 530.9) ? 0.0613 : 0.0322);
y = 0.821 * Math.exp(-0.5 * t1 * t1)
+ 0.286 * Math.exp(-0.5 * t2 * t2);
}
double z;
{
double t1 = (wave - 437.0) * ((wave < 437.0) ? 0.0845 : 0.0278);
double t2 = (wave - 459.0) * ((wave < 459.0) ? 0.0385 : 0.0725);
z = 1.217 * Math.exp(-0.5 * t1 * t1)
+ 0.681 * Math.exp(-0.5 * t2 * t2);
}
return new double[] { x, y, z };
}
내 코드는 Java 8로 작성되었지만 Java 및 기타 언어의 하위 버전으로 이식하는 것은 어렵지 않습니다.
답변
파장 을 RGB 값으로 변환하는 것에 대해 이야기하고 있습니다.
여기를보세요, 아마도 귀하의 질문에 답할 것입니다. 소스 코드와 몇 가지 설명으로이 작업을 수행 할 수있는 유틸리티가 있습니다.
답변
나는 공식적인 답변으로 내 의견을 따르는 것이 좋을 것 같습니다. 가장 좋은 방법은 HSV 색 공간 을 사용하는 것입니다 . 색조는 파장을 나타내지 만 일대일 비교는 아닙니다.
답변
나는 알려진 색조 값과 주파수의 선형 피팅을 수행했습니다 (빨간색과 보라색은 주파수 값에서 지금까지 확장되어 약간 왜곡되기 때문에 제거). 그리고 대략적인 변환 방정식을 얻었습니다.
그것은 같이 간다
(테라 헤르츠에서) 주파수 = 474 + (3/4) (도 색조 각도 ())
나는 주위를 둘러보고 누군가이 방정식을 생각해 냈는지 확인하려고 노력했지만 2010 년 5 월 현재 아무것도 찾지 못했습니다.
