是否有一种颜色混合算法可以像混合真实颜色一样工作？

2023-11-26

常见的 RGB 颜色混合与绘画颜色的混合有很大不同，它是光的混合而不是颜料的混合。

例如：

Blue (0,0,255) + Yellow (255,255,0) = Grey (128,128,128)

（应该是蓝色+黄色=绿色）

是否有任何已知的颜色混合算法可以像混合真实颜色一样工作？

我的方法

我已经尝试过以下操作：

将两种颜色转换为 HSV和混合色调（乘以根据饱和度计算的系数），以及饱和度和价值通道的简单平均值。然后我计算了两者的平均亮度颜色并调整生成的颜色以匹配此亮度。这工作得很好，但色调混合有时是错误的，例如。 G。：

Red (Hue 0°) + Blue (Hue 240°) = Green (Hue 120°)

我发现有时我需要将色调值移动 360°（当色调大于180°）。

Red (Hue 360°) + Blue (Hue 240°) = Magenta/fuchsia (Hue 300°)

但这种转变也不是很好，例如：

Cyan (Hue 179°) + Red (Hue 0°) = Hue 89.5°
Cyan (Hue 181°) + Red (Hue 0°) --> shifting is performed (the difference is greater than 180°)
Cyan (Hue 181°) + Red (Hue 360°) = Hue 270.5°

（色调 179 + 红色）和（色调 181 + 红色）会产生两种完全不同的颜色。

Then 我尝试了 CIE Lab 色彩空间（如在 Photoshop 中），其设计更接近人类感知颜色的方式。

我只对相应的两个通道使用了简单的平均值，但结果并不令人满意，例如，我从蓝色 (98, -16, 93) 和黄色 (30, 68, -112) 中得到粉色 (64, 26, -9.5)。这些系数取自 Photoshop。

也许如果我使用一些与平均不同的操作，它可以工作，但是我不知道是什么。

CMYK 也不起作用，结果与 RGB 或 LAB 中的结果一样。

看起来既不是微不足道的加法，也不是微不足道的减法在任何这些颜色空间中进行颜色混合都会产生自然的结果。

工作实施

Krita – 绘画混音器

光栅图形编辑器 Krita 在某些时候实现了更真实的颜色混合：http://commit-digest.org/issues/2007-08-12/（绘画混音器插件）

他们表示，这是第一个使用库贝尔卡和芒克方程描述颜料行为的特殊技术的公共应用程序。

这是 Krita 混色的视频：https://www.youtube.com/watch?v=lyLPZDVdQiQ

五十三的论文

还有有关 iOS 版 Paper 应用程序中的颜色混合的文章由开发五十三。他们描述了他们如何在该领域进行创新和实验，并提供了混合蓝色和黄色产生绿色的样本。然而，那里并没有真正描述实际的过程或算法。

Quoting:

“在寻找良好的混合算法时，我们最初尝试在各种颜色空间之间进行插值：RGB、HSV 和 HSL，然后是 CieLAB 和 CieLUV。结果令人失望，”Chen 说道。 “我们知道红色和黄色应该产生橙色，或者红色和蓝色应该产生紫色 - 但无论您使用什么颜色空间，都没有任何方法可以得到这些颜色。有一条工程公理：做最简单的事情可能可行。好吧，我们现在已经尝试了最简单的方法，但他们感觉不太对。”

看起来和 Krita 一样，Paper 实现了 Kubelka-Munk 模型：

[...] Kubelka-Munk 模型的每种颜色至少有 6 个值，包括每种 RGB 颜色的反射和吸收值。 “虽然屏幕上颜色的外观可以在三维空间中描述，但颜色的混合实际上是在六维空间中发生的，”FiftyThree 联合创始人兼首席执行官 Georg Petschnigg 解释道。库贝尔卡-蒙克的论文使团队能够将美学问题转化为数学框架。 [...]

从所有这些信息来看，似乎基于 Kubelka-Munk 模型的实现可能是前进的方向，并提供更接近现实的结果。

尽管它看起来像一个复杂的过程，但我还没有看到太多关于如何实现这样的事情的好信息。

其他相关链接和资源

库贝尔卡-蒙克在 Twitter 上的搜索
Mixing paints (!!Con 2016) by Diana Liao
- slides
- video
受绘画启发的可视化颜色混合和合成（N. Gossett、B. Chen）

The correct答案是否定的，因为没有correct working“现实世界中的颜色混合”如何真正起作用的模型。它太复杂和有条件了，根本不像我们在学校学到的简单的红-蓝-黄的东西（实际上它需要所有的化学知识和大量的物理和生物学来解决）。

然而，简单的答案是：是的，使用减法混合而不是Additive mixing.

我们在小学学到的颜色混合是基于颜料组合，这是减色混合的一种形式（非常简单）。也就是说，我们添加在一起的颜色越多，它就会变得越暗，因为每种颜料都会减去更多的光。

另一方面，几乎所有计算机配色方案都是additive因为它们基于组合光波（非常简单），因此它们变得更亮，因为每种颜色都会增加一点点光。

RGB+方案在某种程度上是我们在大多数美国小学中学到的减法方案（即RBY-）的加法补充。然而，它们并不完全匹配，并且它们之间的转换可能很困难（现在正在研究......）

好的，如果您只想从 RGB 的加法组合切换为减法组合，您可以使用以下反向贝叶斯类型公式来组合两种颜色：

NewColor.R = (Color1.R * Color2.R)/255
NewColor.G = (Color1.G * Color2.G)/255
NewColor.B = (Color1.B * Color2.B)/255

调整色极的差异（G 到 Y，然后回到 G）要困难得多......

有人指出，这对于示例问题会产生黑色，从技术上讲，这对于真正的减法系统是正确的，但是，如果您想要更多的稀释/减法系统，您可以尝试以下方法：

NewColor.R = 255 - SQRT(((255-Color1.R)^2 + (255-Color2.R)^2)/2)
NewColor.G = 255 - SQRT(((255-Color1.G)^2 + (255-Color2.G)^2)/2)
NewColor.B = 255 - SQRT(((255-Color1.B)^2 + (255-Color2.B)^2)/2)

这会产生深灰色而不是黑色。但要获得黄色或任何接近的颜色，您仍然必须解决颜色方案的极点对齐问题。

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