再谈颜色模型：HSB(HSV)和RGB的关系

之前讨论过HSV模型（HSV和HSB相同，本文正文使用HSV，以区分RGB的B）的基本理论，但相对比较生涩。其实HSV模型可以从另一个角度切入理解，即和RGB模型结合。

由固定色相H引发的讨论

色相H，数值是0到360°，可以控制“光线”具体是什么颜色的。既然是从0到360°，可以想象色相H应该是环状，只是常规拾色器将它转化为了条状。如下图。

色相H可以决定对应RGB数值的总体偏向。

我们举个例子，当色相H为0的时，颜色为红色。此时会有如下数学关系：

• V=R/255
• 255≥R>G=B≥0

由以上数学关系，我们可以得到下面几组颜色值（设h为0到360中的任意值，n为0到100中的任意值）：

• RGB(255,0,0) = HSV(0,100,100)
• RGB(255,255,255)= HSV(h,0,100)
• RGB(0,0,0)=HSV(h,n,0)

由此我们有几个问题：

为什么V=R/255？

这关系到HSV中对于明度V的定义。HSV中明度V指的并不是所谓的“肉眼看到的亮度”，而是所有光线的“功率比例”。可以想象成：V是总闸的开关，不管有多少个灯亮着，只要拉低了V，所有灯都会等比例变暗。

也就是说，对于HSV中所谓的明度V，我们不能用“看起来亮不亮”来衡量。在HSV中，纯白色和纯红色的明度V是相等的；但肉眼看上去，纯白色显然更亮一些。

如果要给明度V重新下个定义的话，可以说：明度V是色相灯的亮度。H规定的是什么颜色，V就控制对应颜色的亮度，同时无视其他色相上的亮度。

为什么R>G=B？

在H为0的时候，G=B是很容易理解的。因为H为0对应的就是纯R的颜色，也就是红色。当G和B相等的时候，与任意数值的R混合，都相当于在纯红色上叠加一层灰色，不会把红色变成蓝色、绿色等其他颜色。

而R>G=B，同样是因为要保持色相H的颜色。如果G=B>R的话，那么色相H就会旋转180°，指向G和B之间的那个颜色。此时颜色就不再是红色了，而是比较亮的一种蓝色。

拾色器的假象

我们在设计软件中，看到的HSV拾色器一般都是正方形，如下方的左图这样（截取自Adobe Illustrator）。

但实际上，根据HSV模型，拾色器原本是上图右边这样的。大多数软件为了方便拾色，选择将拾色器通过数学映射的方式设计成正方形。但问题在于，拾色器设计成正方形后，颜色点的分布是“不均匀”的，如果你尝试用正方形拾色器理解HSV模型，就很容易犯错误。

在正确的HSV拾色器下，S和V的拾取方式是这样的：

• 如何寻找V：根据V的数值，在V轴上找到对应的点，画一条水平线。水平线和三角形相交的部分，V的数值处处相同。
• 如何寻找V：根据S的数值，在S轴上找到对应的点，和三角形底端的顶点连成一条线段。线段上，S的数值处处相同。