Манипулирование цветами в .NET – часть первая - Преобразования XYZ и Lab*

Written on 17 Марта 2014.

Преобразования XYZ

a - XYZ в RGB

Правило преобразования приведено ниже:

a = 0.055

затем

Эквивалент на C# следующий:

/// <summary>
/// преобразует CIEXYZ в структуру RGB.
/// </summary>
public static RGB XYZtoRGB(double x, double y, double z)
{
    double[] Clinear = new double[3];
    Clinear[0] = x*3.2410 - y*1.5374 - z*0.4986; // красный
    Clinear[1] = -x*0.9692 + y*1.8760 - z*0.0416; // зеленый
    Clinear[2] = x*0.0556 - y*0.2040 + z*1.0570; // синий

    for(int i=0; i<3; i++)
    {
        Clinear[i] = (Clinear[i]<=0.0031308)? 12.92*Clinear[i] : (
            1+0.055)* Math.Pow(Clinear[i], (1.0/2.4)) - 0.055;
    }

    return new RGB(
        Convert.ToInt32( Double.Parse(String.Format("{0:0.00}",
            Clinear[0]*255.0)) ),
        Convert.ToInt32( Double.Parse(String.Format("{0:0.00}",
            Clinear[1]*255.0)) ),
        Convert.ToInt32( Double.Parse(String.Format("{0:0.00}",
            Clinear[2]*255.0)) )
        );
}

b - XYZ в L*a*b*

Правило преобразования приведено ниже:

Xn, Yn и Zn – цветовые координаты CIE XYZ эталонной белой точки.

Эквивалент на C# следующий:

/// <summary>
/// функция преобразования XYZ в L*a*b*.
/// </summary>
private static double Fxyz(double t)
{
    return ((t > 0.008856)? Math.Pow(t, (1.0/3.0)) : (7.787*t + 16.0/116.0));
}

/// <summary>
/// преобразует CIEXYZ в CIELab.
/// </summary>
public static CIELab XYZtoLab(double x, double y, double z)
{
    CIELab lab = CIELab.Empty;

    lab.L = 116.0 * Fxyz( y/CIEXYZ.D65.Y ) -16;
    lab.A = 500.0 * (Fxyz( x/CIEXYZ.D65.X ) - Fxyz( y/CIEXYZ.D65.Y) );
    lab.B = 200.0 * (Fxyz( y/CIEXYZ.D65.Y ) - Fxyz( z/CIEXYZ.D65.Z) );

    return lab;
}

Преобразования Lab*

a - L*a*b* в XYZ

Правило преобразования приведено ниже:

Эквивалент на C# следующий:

/// <summary>
/// преобразует CIELab в CIEXYZ.
/// </summary>
public static CIEXYZ LabtoXYZ(double l, double a, double b)
{
    double delta = 6.0/29.0;

    double fy = (l+16)/116.0;
    double fx = fy + (a/500.0);
    double fz = fy - (b/200.0);

    return new CIEXYZ(
        (fx > delta)? CIEXYZ.D65.X * (fx*fx*fx) : (fx - 16.0/116.0)*3*(
            delta*delta)*CIEXYZ.D65.X,
        (fy > delta)? CIEXYZ.D65.Y * (fy*fy*fy) : (fy - 16.0/116.0)*3*(
            delta*delta)*CIEXYZ.D65.Y,
        (fz > delta)? CIEXYZ.D65.Z * (fz*fz*fz) : (fz - 16.0/116.0)*3*(
            delta*delta)*CIEXYZ.D65.Z
        );
}

b - L*a*b* в RGB

Ничего нового: правило преобразования заключается в преобразовании в XYZ, а затем в RGB:

/// <summary>
/// преобразует CIELab в RGB.
/// </summary>
public static RGB LabtoRGB(double l, double a, double b)
{
    return XYZtoRGB( LabtoXYZ(l, a, b) );
}

Использование кода

После изложения алгоритмов преобразования, возможно, больше рассказать нечего.

На самом деле, в ColorSpaceHelper есть много других полезных методов, в том числе:
• Реализация усредненного цвета (ColorSpaceHelper.GetColorDistance()).
• Генерация цветового круга (ColorSpaceHelper.GetWheelColors()) с поддержкой 32бит (альфа).
• Генерация цвета спектра света для (ColorSpaceHelper.GetSpectrumColors())с поддержкой 32бит (альфа).
• Преобразование в и из веб-цветов (ColorSpaceHelper.HexToColor()).
• Преобразование в и из System.Drawing.Color и других структур.