HSV

HSV (Шаблон:Lang-en — тон, насычанасць, значэнне) або HSB (Шаблон:Lang-en — адценне, насычанасць, яркасць) — колеравая мадэль, у якой каардынатамі колера з’яўляюцца:

Шкала адценняў — Hue

• Hue — колеравы тон, (напрыклад, чырвоны, зялёны ці сіне-блакітны). Вар’іруецца ў межах 0—360°, аднак часам прыводзіцца да дыяпазону 0—100 або 0—1.
• Saturation — насычанасць. Вар’іруецца ў межах 0—100 ці 0—1. Чым больш гэты параметр, тым «чысцей» колер, таму гэты параметр часам завуць чысцінёй колеру. А чым бліжэй гэты параметр да нуля, тым бліжэй колер да нейтральнага шэрага.
• Value (значэнне колеру) ці Brightness — яркасць. Таксама задаецца ў межах 0—100 і 0—1.

Мадэль была створана Элві Рэем Смітам, адным з заснавальнікаў Pixar, у 1978 годзе. Яна з’яўляецца нелінейным пераўтварэннем мадэлі RGB.

Колер, прадстаўлены ў HSV, залежыць ад прылады, на якую ён будзе выведзены, бо HSV — пераўтварэнне мадэлі RGB, якая таксама залежыць ад прылады. Для атрымання кода колеру, які не залежыць ад прылады, выкарыстоўваецца мадэль Lab.

Варта адзначыць, што HSV (HSB) і HSL — дзве розныя колеравыя мадэлі.

Трохмерныя візуалізацыі прасторы HSV

Цыліндр

Цыліндр

Найпрасцейшы спосаб адлюстраваць HSV у трохмерную прастору — скарыстацца цыліндрычнай сістэмай каардынат. Тут каардыната H вызначаецца палярным вуглом, S — радыус-вектарам, а V — Z-каардынатай. Гэта значыць, адценне змяняецца пры руху ўздоўж акружнасці цыліндру, насычанасць — уздоўж радыусу, а яркасць — уздоўж вышыні. Нягледзячы на «матэматычную» дакладнасць, у такой мадэлі ёсць істотны недахоп: на практыцы колькасць распазнаваных вокам узроўняў насычанасці і адценняў памяншаецца пры набліжэнні яркасці (V) да нулю (гэта значыць, на адценнях, блізкіх да чорнага). Таксама на малых S і V з’яўляюцца істотныя памылкі акруглення пры перакладзе RGB у HSV і наадварот. Таму часцей ужываецца канічная мадэль. Шаблон:Clear

Конус

Канічнае ўяўленне мадэлі

Іншы спосаб візуалізацыі каляровай прасторы — конус. Як і ў цыліндры, адценне змяняецца па акружнасці конусу. Насычанасць колеру ўзрастае з аддаленнем ад восі конусу, а яркасць — з набліжэннем да яго падножжа. Часам замест конусу выкарыстоўваецца шасцікутная правільная піраміда.

Абодва гэтых спосабу з’яўляюцца зручнай трохмернай ілюстрацыяй прасторы HSV. Але з-за трохмернасці яны ў прыкладным ПА не ўжываюцца.

Візуалізацыя HSV у прыкладным ПА

Мадэль HSV часта выкарыстоўваецца ў праграмах камп’ютарнай графікі, бо зручная для чалавека. Ніжэй азначаны спосабы «разгортвання» трохмернай прасторы HSV на двухмерны экран камп’ютара.

Колеравы круг

Гэта візуалізацыя складаецца з колеравага кругу (гэта значыць, папярэчнага сячэння цыліндру) і рухавічка яркасці (вышыні цыліндру). Гэта візуалізацыя атрымала шырокую вядомасць па першых версіях ПА кампаніі Corel. На гэты момант ужываецца надзвычай рэдка, часцей выкарыстоўваюць кальцавую мадэль («а-ля Macromedia»)

Колеравае кальцо

Колеравае кальцо з восямі H, S і V

Кальцо з паваротам

Адценне падаецца ў выглядзе вясёлкавага кальца, а насычанасць і значэнне колеру выбіраюцца з дапамогай упісанага ў гэта кальцо трохвугольніку. Яго вертыкальная вось, як правіла, рэгулюе насычанасць, а гарызантальная дазваляе змяняць значэнне колеру. Такім чынам, для выбару колеру трэба спачатку паказаць адценне, а потым абраць патрэбны колер з трохвугольніка. Шаблон:Clear

Змена аднаго кампанента

Тры ўзроўні яркасці пры якіх павялічваецца насычанасць

Тры ўзроўні насычанасці пры якіх павялічваецца яркасць

На гэтых дзвюх дыяграмах паказаны колеры, якія адрозніваюцца толькі адным кампанентам. Шаблон:Clear

Пераўтварэнне колеравых кампанентаў паміж мадэлямі

RGB → HSV

Ілюстрацыя, якая дэманструе адносіны паміж RGB і HSV

Лічым, што:

$\begin{array}{cc}H& \in [0,360)\\ S,V,R,G,B& \in [0,1]\end{array}$

Няхай $MAX$ — максімальнае значэнне з $R$, $G$ і $B$, а $MIN$ — мінімальнае з іх.

$H=\{\begin{array}{c}\\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \end{array}$	$0,$ калі $MAX=MIN$
	$60\times \frac{G-B}{MAX-MIN}+0,$ калі $MAX=R$ і $G\ge B$
	$60\times \frac{G-B}{MAX-MIN}+360,$ калі $MAX=R$ і $G<B$
	$60\times \frac{B-R}{MAX-MIN}+120,$ калі $MAX=G$
	$60\times \frac{R-G}{MAX-MIN}+240,$ калі $MAX=B$

$S=\{\begin{array}{c}\\ \end{array}$	$0,$ калі $MAX=0,$
	иначе $1-\frac{MIN}{MAX}$

$V=MAX$

HSV → RGB

$H_i=$	$\lfloor \frac{H}{60}\rfloor mod6$
$f=$	$\frac{H}{60}-\lfloor \frac{H}{60}\rfloor$
$p=$	$V(1-S)$
$q=$	$V(1-fS)$
$t=$	$V(1-(1-f)S)$

калі $H_i=0\to$	$R=V,$	$G=t,$	$B=p$
калі $H_i=1\to$	$R=q,$	$G=V,$	$B=p$
калі $H_i=2\to$	$R=p,$	$G=V,$	$B=t$
калі $H_i=3\to$	$R=p,$	$G=q,$	$B=V$
калі $H_i=4\to$	$R=t,$	$G=p,$	$B=V$
калі $H_i=5\to$	$R=V,$	$G=p,$	$B=q$

У камп’ютарнай графіцы кампаненты S і V прынята ўяўляць цэлым лікам ад 0 да 255 (у вакне выбару колераў у Microsoft Windows — ад 0 да 240) замест рэчаіснага ад 0 да 1. Пры цэлалікавым кадзіраванні для кожнага колеру ў HSV ёсць адпаведны колер у RGB. Аднак адваротнае сцвярджэнне не з’яўляецца дакладным: некаторыя колеры ў RGB нельга выразіць у HSV так, каб значэнне кожнага кампанента было цэлым. Фактычна, пры такім кадзіраванні даступна толькі $\frac{1}{256}$ частка колеравай прасторы RGB.

Дадатковыя колеры

Шаблон:Main Два колеры завуцца дадатковымі, калі пры змешванні іх у роўнай прапорцыі атрымліваецца чысты шэры колер. Калі зададзены адзін колер ($H$, $S$, $V$), то абавязкова існуе дадатковы яму колер ($H^{\prime }$, $S^{\prime }$, $V^{\prime }$). Паколькі выніковы колер павінен быць шэрым, яго насычанасць (S) павінна быць роўная 0. Такім чынам,

$H^{\prime }=$	$\{\begin{array}{cc}H-180,& \text{if }H\ge 180\\ H+180,& \text{if }H<180\end{array}$
$S^{\prime }=$	$\frac{VS}{V(S-1)+1}$
$V^{\prime }=$	$V(S-1)+1$

Гл. таксама

• Колеравая прастора