改变 RGB 颜色的色调

我正在尝试编写一个函数来改变 RGB 颜色的色调。具体来说，我在 iOS 应用程序中使用它，但数学是通用的。

下图显示了 R、G 和 B 值如何随色调变化。

看起来，编写一个函数来改变色调似乎应该是一个相对简单的事情，而不需要对不同的颜色格式进行任何令人讨厌的转换，这会引入更多的错误（如果继续对颜色应用小偏移，这可能是一个问题） ，我怀疑计算成本会更高。

这是我迄今为止所拥有的作品类型。如果你从纯黄色、青色或洋红色转变过来，它效果很好，但在其他地方它会变得有点蓬松。

Color4f ShiftHue(Color4f c, float d) {
    if (d==0) {
        return c;
    }
    while (d<0) {
        d+=1;
    }

    d *= 3;

    float original[] = {c.red, c.green, c.blue};
    float returned[] = {c.red, c.green, c.blue};

    // big shifts
    for (int i=0; i<3; i++) {
        returned[i] = original[(i+((int) d))%3];
    }
    d -= (float) ((int) d);
    original[0] = returned[0];
    original[1] = returned[1];
    original[2] = returned[2];

    float lower = MIN(MIN(c.red, c.green), c.blue);
    float upper = MAX(MAX(c.red, c.green), c.blue);

    float spread = upper - lower;
    float shift  = spread * d * 2;

    // little shift
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        // if middle value
        if (original[(i+2)%3]==upper && original[(i+1)%3]==lower) {
            returned[i] -= shift;
            if (returned[i]<lower) {
                returned[(i+1)%3] += lower - returned[i];
                returned[i]=lower;
            } else
                if (returned[i]>upper) {
                    returned[(i+2)%3] -= returned[i] - upper;
                    returned[i]=upper;
                }
            break;
        }
    }

    return Color4fMake(returned[0], returned[1], returned[2], c.alpha);
}

我知道你可以用 UIColors 来做到这一点，并用这样的东西来改变色调：

CGFloat hue;
CGFloat sat;
CGFloat bri;
[[UIColor colorWithRed:parent.color.red green:parent.color.green blue:parent.color.blue alpha:1] getHue:&hue saturation:&sat brightness:&bri alpha:nil];
hue -= .03;
if (hue<0) {
    hue+=1;
}
UIColor *tempColor = [UIColor colorWithHue:hue saturation:sat brightness:bri alpha:1];
const float* components= CGColorGetComponents(tempColor.CGColor);
color = Color4fMake(components[0], components[1], components[2], 1);

但我对此并不着迷，因为它只适用于 iOS 5，并且在分配多个颜色对象和从 RGB 转换为 HSB 然后再转换回来之间，这似乎相当矫枉过正。

我可能最终会在应用程序中使用查找表或预先计算颜色，但我真的很好奇是否有一种方法可以使我的代码正常工作。谢谢！

RGB 颜色空间描述了一个立方体。可以围绕对角轴从 (0,0,0) 旋转该立方体到 (255,255,255) 以实现色调的变化。请注意，某些结果将超出 0 到 255 的范围，需要进行裁剪。

我终于有机会编写这个算法了。它是用 Python 编写的，但应该很容易翻译成您选择的语言。 3D旋转的公式来自http://en.wikipedia.org/wiki/Rotation_matrix#Rotation_matrix_from_axis_and_angle http://en.wikipedia.org/wiki/Rotation_matrix#Rotation_matrix_from_axis_and_angle

Edit:如果您看到我之前发布的代码，请忽略它。我非常渴望找到旋转的公式，因此我将基于矩阵的解决方案转换为公式，但没有意识到矩阵始终是最佳形式。我仍然使用轴单位向量值的常数 sqrt(1/3) 来简化矩阵的计算，但这在精神上更接近参考，并且每像素计算更简单apply以及。

from math import sqrt,cos,sin,radians

def clamp(v):
    if v < 0:
        return 0
    if v > 255:
        return 255
    return int(v + 0.5)

class RGBRotate(object):
    def __init__(self):
        self.matrix = [[1,0,0],[0,1,0],[0,0,1]]

    def set_hue_rotation(self, degrees):
        cosA = cos(radians(degrees))
        sinA = sin(radians(degrees))
        self.matrix[0][0] = cosA + (1.0 - cosA) / 3.0
        self.matrix[0][1] = 1./3. * (1.0 - cosA) - sqrt(1./3.) * sinA
        self.matrix[0][2] = 1./3. * (1.0 - cosA) + sqrt(1./3.) * sinA
        self.matrix[1][0] = 1./3. * (1.0 - cosA) + sqrt(1./3.) * sinA
        self.matrix[1][1] = cosA + 1./3.*(1.0 - cosA)
        self.matrix[1][2] = 1./3. * (1.0 - cosA) - sqrt(1./3.) * sinA
        self.matrix[2][0] = 1./3. * (1.0 - cosA) - sqrt(1./3.) * sinA
        self.matrix[2][1] = 1./3. * (1.0 - cosA) + sqrt(1./3.) * sinA
        self.matrix[2][2] = cosA + 1./3. * (1.0 - cosA)

    def apply(self, r, g, b):
        rx = r * self.matrix[0][0] + g * self.matrix[0][1] + b * self.matrix[0][2]
        gx = r * self.matrix[1][0] + g * self.matrix[1][1] + b * self.matrix[1][2]
        bx = r * self.matrix[2][0] + g * self.matrix[2][1] + b * self.matrix[2][2]
        return clamp(rx), clamp(gx), clamp(bx)

以下是上述结果的一些结果：

您可以在以下位置找到同一想法的不同实现http://www.graficaobscura.com/matrix/index.html http://www.graficaobscura.com/matrix/index.html