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HSV-Farbraum – Wikipedia Zum Inhalt springen

HSV-Farbraum

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
(Weitergeleitet von Farbwinkel)
Datei:HSV cone.png
Farbwert H, Sättigung S, Dunkelstufe V
Datei:HueScale.svg
Farbtonskala

Der HSV-Farbraum ist der Farbraum etlicher Farbmodelle. Der Farbraum wurde 1978 von A. R. Smith veröffentlicht.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Color Gamut Transform Pairs|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Color Gamut Transform Pairs}}]{{#if:pdf| (pdf)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://alvyray.com/Papers/CG/color78.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Color Gamut Transform Pairs}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://alvyray.com/Papers/CG/color78.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Color Gamut Transform Pairs}}}}]}}{{#if:pdf| (pdf{{#if:alvyray.com1978{{#if: 2023-11-01 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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In HSV ist der Farbort einer Farbe definiert mit Hilfe der drei Koordinaten:

Ähnliche Definitionen führen zu

HSV-Raum und Farbwahrnehmung

Datei:Navyblue hsv cylinder.svg
Die HSV-Koordinaten am Beispiel Navyblau

In Fragen der Farbnachstellung wird das HSV-Modell gegenüber den Alternativen RGB und CMYK bevorzugt, weil es der menschlichen Farbwahrnehmung stärker entspricht (beispielsweise ist es im RGB-Modell schwer, sich Gelb als Mischung von Rot und Grün vorzustellen). Für die Farbmischung kann man unmittelbar den gewünschten Farbton wählen und dann entscheiden, wie gesättigt und wie hell (oder dunkel) dieser sein soll, oder ob eine andere Farbnuance passender ist:

  • Der Farbwinkel spezifiziert die dominante Wellenlänge der Farbe, mit Ausnahme des Bereiches zwischen Blauviolett und Rot (240° und 360°), wo er eine Position auf der Purpurlinie angibt.
  • Die Sättigung entspricht der Zumischung von purem Weiß (d. h. Licht mit gleichen Intensitäten in allen Wellenlängen) zu einer simulierten Spektralfarbe (oder vielmehr der entsprechenden Spaltbreite um die dominante Wellenlänge herum); dabei entspricht stärkere Weiß-Zumischung einer geringeren Sättigung.
  • Die Helligkeit ist ein Parameter für den Gesamtenergieinhalt bzw. für die maximale Amplitude des Lichts; die Dunkelstufe ergänzt diesen Wert im Gegensätzlichen. Nachteilig bei der Dunkelstufe ist, dass Weiß und ein beliebiger Farbton die gleiche Sättigung haben können. In diesem System wird Weiß als Buntfarbe behandelt. In der Praxis wiederum ist die Umwandlung eines Farbbildes in ein Schwarz-Weiß-Bild durch Ändern nur einer Koordinate nicht möglich.

CMYK hingegen ist eine Wahlmethode, die an die vorhandenen (geräteabhängigen) Grundfarben gebunden ist, sodass weniger die freie Wahl, sondern das Farbergebnis im Vordergrund steht.

Die HSV-Koordinaten einer Körperfarbe – die notwendigerweise eine Mischfarbe ist – sind nicht unmittelbar aus den Parametern ihres physikalischen Lichtspektrums zu bestimmen, wie dies in der Radiometrie mit den Spektralwertkurven möglich ist. Dagegen wird aus den HSV-Koordinaten mittels geeigneter farbmetrischer Formelsätze auf die Parameter des Spektrums wie Wellenlänge und Amplitude rückgeschlossen. Begrenzend wirkt hier allerdings die Metamerie, da es nicht ohne Probleme möglich ist, aus drei Koordinaten die Vielheit eines Spektrums zu ermitteln; dies ist allerdings kein großes Problem, da das HSV-System meist auch nicht angewendet wird, um die Eigenschaften eines Spektrums zu ermitteln, sondern um Farben auszuwählen.

Visualisierung

Modelle

Datei:HSV cone.jpg
HSV-Farbraum als Kegel
Datei:HSV cylinder.jpg
HSV-Farbraum als Zylinder

Farbmodelle, die die HSV-Parameter anschaulich darstellen, sind:

  • der auf der Spitze stehende HSV-Kegel, bei dem die Helligkeit von oben (Farbkreis) nach unten (Spitze = Schwarz) abnimmt.
  • ein Zylinder, bei dem die Helligkeit zu einer Fläche (anstatt zu einem Punkt) abnimmt.
  • eine Halbkugel, das farbmetrisch korrekte Modell.
  • eine Pyramide mit sechseckigem Grundriss, die präziser auf das Gamut-Problem eingeht. Allerdings sind die S-Werte nicht direkt ablesbar, oder sie ergeben nur bei den sechs Grundfarben eine Summe von 100%. Die hexagonale Pyramide ist kein Farbraum.

Für die unten beschriebenen HSL-, HSI- und HSB-Modelle ergeben sich Varianten als Doppelkegel, Doppelpyramide oder Kugel.

Aufgrund der vielfältigen Darstellungsformen weichen die HSV-Werte für denselben Farbort teilweise ab, wodurch die Angabe des genutzten Modells unabdingbar wird. Das macht die HSV-Modelle zwar für die Auswahl und Darstellung von Farben hilfreich, in Bezug auf Farbmetrik können jedoch Komplikationen auftreten.

Mit Angabe des verwendeten Modells können HSV-Werte in Lab-Koordinaten umgerechnet werden, die dann auf andere Farbmodelle transferierbar sind.

Farbwähler

Datei:Triangulo HSV.png
Ein HSV-Farbwähler

Für Farbwähler in der Informatik ist eine Darstellung des Farbraums durch das HSV-Modell üblich. Um eine bestimmte Farbe mit Hilfe ihrer HSV-Parameter auszuwählen und die Werte zu bestimmen, benutzt man in einem getrennten Diagramm den HSV-Farbkreis, aus dem der Farbton H direkt ausgewählt wird. Danach werden die beiden anderen Parameter S und V gewählt. Dies kann auf einem Dreieck erfolgen, in welchem die Sättigung auf einer Dreiecksseite und auf deren Mittelsenkrechten die Helligkeit abgetragen ist. Eine Variante ist ein im Inneren des Farbkreises liegendes SV-Dreieck, dessen Spitze auf den Farbton im Farbkreis zeigt, die Dreiecksseite der Sättigung endet dabei in dieser Spitze. Darüber hinaus sind auch Varianten mit feststehender senkrechter Achse für S üblich. Ein Programm, das einen solchen Farbwähler verwendet, bestimmt jeweils den zum Farbton H passenden Schnitt durch den Farbkörper und stellt ihn im Dreieck dar. Der Schnitt ist dabei ein senkrecht stehender, radialer Schnitt entlang der Weiß-Schwarz-Achse.

Eine weitere Variante des Farbwählers auf Basis des HSV-Modells stellt eine HV-Ebene dar, neben der ein separater S-Regler zur Verfügung steht. Zur Unterstützung der Farbauswahl durch den Benutzer wird dabei die Sättigung der in der HV-Ebene dargestellten Farbtöne an den jeweiligen Wert des S-Reglers angepasst, sobald dieser verändert wird. Diese Darstellung entspricht einem kegelförmigen bzw. zylindrischen Schnitt durch den Farbraum, wobei die jeweilige Sättigung dem Radius des Schnitts gegenüber der Weiß-Schwarz-Achse entspricht.

Transformation von HSV/HSL und RGB

Datei:HSV-RGB-comparison.svg
Zusammenhänge zwischen HSV- und RGB-Raum
Gegenüberstellung von HSV/HSL und RGB
Farbe H S V H S L R G B
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{{{x}}}|{{#ifeq:c0ff00|none {{#ifeq:c0ff00|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|C0FF00}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|C0FF00}}|{{#IF:C0FF00|C0FF00|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:c0ff00|none C0FF00|FFFFFF}}}}{{#if:3|;color:#{{#switch:3|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=3}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:C0FF00|{{#ifeq:c0ff00|none|none|C0FF00}}|FFFFFF}}}} Grüngelb 75° 100 % 100 % 75° 100 % 50 % 75 % 100 % 0 %
{{{x}}}|{{#ifeq:80ff00|none {{#ifeq:80ff00|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|80FF00}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|80FF00}}|{{#IF:80FF00|80FF00|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:80ff00|none 80FF00|FFFFFF}}}}{{#if:3|;color:#{{#switch:3|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=3}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:80FF00|{{#ifeq:80ff00|none|none|80FF00}}|FFFFFF}}}} Grasgrün 90° 100 % 100 % 90° 100 % 50 % 50 % 100 % 0 %
{{{x}}}|{{#ifeq:40ff00|none {{#ifeq:40ff00|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|40FF00}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|40FF00}}|{{#IF:40FF00|40FF00|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:40ff00|none 40FF00|FFFFFF}}}}{{#if:3|;color:#{{#switch:3|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=3}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:40FF00|{{#ifeq:40ff00|none|none|40FF00}}|FFFFFF}}}} Gelbgrün 105° 100 % 100 % 105° 100 % 50 % 25 % 100 % 0 %
{{{x}}}|{{#ifeq:00ff00|none {{#ifeq:00ff00|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|00FF00}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|00FF00}}|{{#IF:00FF00|00FF00|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:00ff00|none 00FF00|FFFFFF}}}}{{#if:|;color:#{{#switch:|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default={{{2}}}}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:00FF00|{{#ifeq:00ff00|none|none|00FF00}}|FFFFFF}}}} Hellgrün 120° 100 % 100 % 120° 100 % 50 % 0 % 100 % 0 %
{{{x}}}|{{#ifeq:00ff3f|none {{#ifeq:00ff3f|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|00FF3F}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|00FF3F}}|{{#IF:00FF3F|00FF3F|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:00ff3f|none 00FF3F|FFFFFF}}}}{{#if:3|;color:#{{#switch:3|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=3}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:00FF3F|{{#ifeq:00ff3f|none|none|00FF3F}}|FFFFFF}}}} Leichtes Blaugrün 135° 100 % 100 % 135° 100 % 50 % 0 % 100 % 25 %
{{{x}}}|{{#ifeq:00ff80|none {{#ifeq:00ff80|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|00FF80}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|00FF80}}|{{#IF:00FF80|00FF80|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:00ff80|none 00FF80|FFFFFF}}}}{{#if:3|;color:#{{#switch:3|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=3}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:00FF80|{{#ifeq:00ff80|none|none|00FF80}}|FFFFFF}}}} Frühlingsgrün 150° 100 % 100 % 150° 100 % 50 % 0 % 100 % 50 %
{{{x}}}|{{#ifeq:00ffbf|none {{#ifeq:00ffbf|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|00FFBF}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|00FFBF}}|{{#IF:00FFBF|00FFBF|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:00ffbf|none 00FFBF|FFFFFF}}}}{{#if:3|;color:#{{#switch:3|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=3}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:00FFBF|{{#ifeq:00ffbf|none|none|00FFBF}}|FFFFFF}}}} Grüncyan 165° 100 % 100 % 165° 100 % 50 % 0 % 100 % 75 %
{{{x}}}|{{#ifeq:00ffff|none {{#ifeq:00ffff|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|00FFFF}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|00FFFF}}|{{#IF:00FFFF|00FFFF|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:00ffff|none 00FFFF|FFFFFF}}}}{{#if:3|;color:#{{#switch:3|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=3}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:00FFFF|{{#ifeq:00ffff|none|none|00FFFF}}|FFFFFF}}}} Cyan 180° 100 % 100 % 180° 100 % 50 % 0 % 100 % 100 %
{{{x}}}|{{#ifeq:00bfff|none {{#ifeq:00bfff|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|00BFFF}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|00BFFF}}|{{#IF:00BFFF|00BFFF|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:00bfff|none 00BFFF|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:00BFFF|{{#ifeq:00bfff|none|none|00BFFF}}|FFFFFF}}}} Blaucyan 195° 100 % 100 % 195° 100 % 50 % 0 % 75 % 100 %
{{{x}}}|{{#ifeq:007fff|none {{#ifeq:007fff|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|007FFF}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|007FFF}}|{{#IF:007FFF|007FFF|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:007fff|none 007FFF|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:007FFF|{{#ifeq:007fff|none|none|007FFF}}|FFFFFF}}}} Grünblau 210° 100 % 100 % 210° 100 % 50 % 0 % 50 % 100 %
{{{x}}}|{{#ifeq:003fff|none {{#ifeq:003fff|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|003FFF}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|003FFF}}|{{#IF:003FFF|003FFF|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:003fff|none 003FFF|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:003FFF|{{#ifeq:003fff|none|none|003FFF}}|FFFFFF}}}} Leichtes Grünblau 225° 100 % 100 % 225° 100 % 50 % 0 % 25 % 100 %
{{{x}}}|{{#ifeq:0000ff|none {{#ifeq:0000ff|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|0000FF}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|0000FF}}|{{#IF:0000FF|0000FF|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:0000ff|none 0000FF|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:0000FF|{{#ifeq:0000ff|none|none|0000FF}}|FFFFFF}}}} Blau 240° 100 % 100 % 240° 100 % 50 % 0 % 0 % 100 %
{{{x}}}|{{#ifeq:3f00ff|none {{#ifeq:3f00ff|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|3F00FF}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|3F00FF}}|{{#IF:3F00FF|3F00FF|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:3f00ff|none 3F00FF|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:3F00FF|{{#ifeq:3f00ff|none|none|3F00FF}}|FFFFFF}}}} Indigo 255° 100 % 100 % 255° 100 % 50 % 25 % 0 % 100 %
{{{x}}}|{{#ifeq:7f00ff|none {{#ifeq:7f00ff|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|7F00FF}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|7F00FF}}|{{#IF:7F00FF|7F00FF|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:7f00ff|none 7F00FF|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:7F00FF|{{#ifeq:7f00ff|none|none|7F00FF}}|FFFFFF}}}} Violett 270° 100 % 100 % 270° 100 % 50 % 50 % 0 % 100 %
{{{x}}}|{{#ifeq:bf00ff|none {{#ifeq:bf00ff|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|BF00FF}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|BF00FF}}|{{#IF:BF00FF|BF00FF|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:bf00ff|none BF00FF|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:BF00FF|{{#ifeq:bf00ff|none|none|BF00FF}}|FFFFFF}}}} Blaumagenta 285° 100 % 100 % 285° 100 % 50 % 75 % 0 % 100 %
{{{x}}}|{{#ifeq:ff00ff|none {{#ifeq:ff00ff|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|FF00FF}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|FF00FF}}|{{#IF:FF00FF|FF00FF|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:ff00ff|none FF00FF|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:FF00FF|{{#ifeq:ff00ff|none|none|FF00FF}}|FFFFFF}}}} Magenta 300° 100 % 100 % 300° 100 % 50 % 100 % 0 % 100 %
{{{x}}}|{{#ifeq:ff00bf|none {{#ifeq:ff00bf|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|FF00BF}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|FF00BF}}|{{#IF:FF00BF|FF00BF|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:ff00bf|none FF00BF|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:FF00BF|{{#ifeq:ff00bf|none|none|FF00BF}}|FFFFFF}}}} Rotmagenta 315° 100 % 100 % 315° 100 % 50 % 100 % 0 % 75 %
{{{x}}}|{{#ifeq:ff007f|none {{#ifeq:ff007f|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|FF007F}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|FF007F}}|{{#IF:FF007F|FF007F|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:ff007f|none FF007F|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:FF007F|{{#ifeq:ff007f|none|none|FF007F}}|FFFFFF}}}} Blaurot 330° 100 % 100 % 330° 100 % 50 % 100 % 0 % 50 %
{{{x}}}|{{#ifeq:ff003f|none {{#ifeq:ff003f|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|FF003F}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|FF003F}}|{{#IF:FF003F|FF003F|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:ff003f|none FF003F|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:FF003F|{{#ifeq:ff003f|none|none|FF003F}}|FFFFFF}}}} Leichtes Blaurot 345° 100 % 100 % 345° 100 % 50 % 100 % 0 % 25 %
{{{x}}}|{{#ifeq:800000|none {{#ifeq:800000|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|800000}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|800000}}|{{#IF:800000|800000|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:800000|none 800000|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:800000|{{#ifeq:800000|none|none|800000}}|FFFFFF}}}} Kastanie 100 % 50 % 100 % 25 % 50 % 0 % 0 %
{{{x}}}|{{#ifeq:808000|none {{#ifeq:808000|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|808000}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|808000}}|{{#IF:808000|808000|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:808000|none 808000|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:808000|{{#ifeq:808000|none|none|808000}}|FFFFFF}}}} Oliv 60° 100 % 50 % 60° 100 % 25 % 50 % 50 % 0 %
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{{{x}}}|{{#ifeq:008080|none {{#ifeq:008080|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|008080}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|008080}}|{{#IF:008080|008080|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:008080|none 008080|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:008080|{{#ifeq:008080|none|none|008080}}|FFFFFF}}}} Blaugrün 180° 100 % 50 % 180° 100 % 25 % 0 % 50 % 50 %
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{{{x}}}|{{#ifeq:000000|none {{#ifeq:000000|none|transparent|{{#IF:{{#INVOKE:TEMPLUTL|FACULTY|}}|{{#IFEQ:{{#INVOKE:STR|LEN|000000}}|6|VORLAGE:COLTIT/RGB|000000}}|{{#IF:000000|000000|F}}}}}}|FFFFFF}}" style="text-align:{{#switch:|l=left|r=right|#default=center}}{{#ifeq:000000|none 000000|FFFFFF}}}}{{#if:w|;color:#{{#switch:w|b|0=000|3=333|4=444|6=666|8=888|9=999|c|C=CCC|w|f|F=FFF|#default=w}}|;color:#Vorlage:Standardfarbe}}"| {{#ifeq:|x|{{#if:000000|{{#ifeq:000000|none|none|000000}}|FFFFFF}}}} Schwarz 0 % 0 % 0 % 0 % 0 % 0 % 0 %

Die Umrechnung folgt dem Formelsatz von Gonzalez und Woods.<ref name="Gonzalez, Woods" /><ref name="WP-en" />

  • (R, G, B): Farbwerte nach RGB. R, G und B liegen dazu im Intervall <math>[0,1]</math>.
  • (H, S, V): Zugehörige HSV-Farbe. H liegt im halboffenen Intervall <math>[0^\circ,360^\circ)</math>, um Eindeutigkeit zu gewährleisten, S und V wiederum im Intervall <math>[0,100\,\%]</math> bzw. <math>[0,1]</math>.

Diese Intervalle gelten für das hier vorgestellte Modell. Andere Formelsätze<ref name="tu-muenchen" /> mit selbem Ergebnis geben Foley und Van Dam<ref name="Foley, VanDam" /><ref name="tu-muenchen HSV" /> oder Travis.<ref name="Travis" /><ref name="tu-muenchen HSV"/>

  • Üblich sind auch farbmetrische Angaben von H, S und V, normiert auf <math>[0,1]</math>, die dadurch denen des RGB-Modells gleichen. Der unten angegebene Formelsatz wäre dann entsprechend einfacher.
  • Außerdem sind Werte in Intervallen <math>[0,255]</math> gebräuchlich (hexadezimal als <math>[0,FF]</math>, oktal als <math>[0,377]</math>), die für 8-Bit-Angaben geeignet sind (diskretes Modell). Für die angegebenen Formeln sind solche Werte auf die hier benutzten Intervalle zu normieren. Weiterhin ist zu beachten, ob der Körper für das zugrunde gelegte Modell ein Würfel, eine Kugel, ein Kegel oder ein Doppelkegel ist.

Umrechnung RGB in HSV/HSL

Vorbedingung: <math>R, G, B \in [0,1]</math>
<math>\mathrm{MAX} := \max (R,G,B), \; \mathrm{MIN} := \min (R,G,B)</math>
<math>
  H := \begin{cases}
   \ \ 0^\circ, & \text{falls}\; \mathrm{MAX} = \mathrm{MIN} \Leftrightarrow R = G = B \\
   60^\circ \cdot \left( 0 + \frac {G - B} {\mathrm{MAX} - \mathrm{MIN}} \right), & \text{falls}\; \mathrm{MAX} = R \\
   60^\circ \cdot \left( 2 + \frac {B - R} {\mathrm{MAX} - \mathrm{MIN}} \right), & \text{falls}\; \mathrm{MAX} = G \\
   60^\circ \cdot \left( 4 + \frac {R - G} {\mathrm{MAX} - \mathrm{MIN}} \right), & \text{falls}\; \mathrm{MAX} = B
  \end{cases}

</math>

<math>

\text{falls}\;H < 0^\circ\; \text{dann}\;H := H + 360^\circ </math>

<math>

S_{\mathrm{HSV}} := \begin{cases}

   0, & \ \qquad\qquad\text{falls}\; \mathrm{MAX} = \mathrm{MIN} \Leftrightarrow R = G = B \\
   \frac {\mathrm{MAX} - \mathrm{MIN}} {\mathrm{MAX}}, & \ \qquad\qquad\text{sonst}
  \end{cases}

</math>

<math>

S_{\mathrm{HSL}} := \begin{cases}

   0, & \qquad\text{falls}\; \mathrm{MAX} = \mathrm{MIN} \Leftrightarrow R = G = B \\
   \frac {\mathrm{MAX} - \mathrm{MIN}} {1 - \left\vert \mathrm{MAX} + \mathrm{MIN} - 1 \right\vert}, & \qquad\text{sonst}

\end{cases} </math>

<math>V:= \mathrm{MAX} </math>
<math>L := \frac {\mathrm{MAX} + \mathrm{MIN}}{2}</math>
Nachbedingung: <math>H \in [0^\circ,360^\circ], \; S, V, L \in [0,1]</math>

Diese Formeln spiegeln einige Eigenheiten der HSV-Werte wider:

  • Wenn R = G = B, dann ist H ohne Bedeutung und es wird per Definition H = 0 gesetzt.
    Das ist offensichtlich. Denn wenn S = 0 ist (ungesättigte Farbe), dann liegt der Farbort auf der zentralen Grau-Linie (obige Kegelform), der Farbton ist so ohne Bedeutung und kann nicht sinnvoll angegeben werden.
  • Wenn R = G = B = 0, dann ist S ohne Bedeutung und per Definition wird S = 0 gesetzt.
    Denn wenn alle drei RGB-Werte „Null“ sind, geht es um Schwarz und die Sättigung der Farbe verliert ihre Bedeutung. Dasselbe gilt allerdings nicht im Fall MAX = MIN = 1, d. h. Weiß: der Wert 0 ist von elementarer Bedeutung, wie an der obigen Kegelform erkennbar ist.

Undefinierte Werte werden aus rechentechnischen Gründen mit „Null“ besetzt.

Umrechnung HSV in RGB

Vorbedingung: <math>H \in [0^\circ,360^\circ], \; S, V \in [0,1]</math>

Es werden das Grundfarbenintervall <math>h_i</math>, der Wert innerhalb dieses Intervalls <math>f</math> in <math>[0,1]</math> und noch drei Hilfswerte bestimmt, die bereits die jeweiligen Streckenlängen enthalten, aber entsprechend auf die Komponenten R, G und B zu verteilen sind:

<math>h_\mathrm{i} := \left \lfloor { H \over 60^\circ } \right \rfloor;\;\;\;f := \left(\frac{H}{60^\circ} - h_\mathrm{i}\right)</math>
<math>p := V \cdot (1 - S);\quad q := V \cdot (1 - S \cdot f );\quad t := V \cdot \left( 1 - S \cdot (1 - f) \right)</math>
<math>(R,G,B) :=
   \begin{cases}
       (V,t,p), & \text{falls } h_\mathrm{i} \in \{0,6\} \\
       (q,V,p), & \text{falls } h_\mathrm{i} = 1 \\
       (p,V,t), & \text{falls } h_\mathrm{i} = 2 \\
       (p,q,V), & \text{falls } h_\mathrm{i} = 3 \\
       (t,p,V), & \text{falls } h_\mathrm{i} = 4 \\
       (V,p,q), & \text{falls } h_\mathrm{i} = 5
   \end{cases}

</math>

Nachbedingung: <math>R, G, B \in [0,1]</math>

Ist S = 0, dann ist die resultierende Farbe Neutralgrau, und die Formel vereinfacht sich zu R = G = B = V.

Abgewandelte Farbmodelle

Teilweise sind andere Zuordnungen des Farbwinkels zum Farbkreis üblich, die sich dann in der Position des Nullpunktes auf der Buntwertskala unterscheiden. Umrechnungen für diese abgewandelten HSV-Räume finden sich bei Gonzalez und Woods<ref name="Gonzalez, Woods"/> <ref name="tu-muenchen HSI" /> oder Foley und Van Dam.<ref name="Foley, VanDam"/><ref name="tu-muenchen HSL" />

HSL

Datei:TSL-Cone02.png
HSL-Farbraum als Doppelkegel

Der HSL-Farbraum (auch als HLS bezeichnet) hat die Parameter Farbwinkel H, Farbsättigung S und Farbhelligkeit L. Im Gegensatz zum HSV-Farbraum wird er jedoch auf den zwischen Weiß und Schwarz liegenden Graupunkt als neutrales Grau bezogen. Der Graupunkt liegt in der Mitte und die Buntwerte außen, der Farbkörper wird daher als Doppelkegel, (Doppel-)Zylinder oder sechsseitiges Prisma dargestellt.

Ähnlich aufgebaut ist das CIE-LCh°-Modell mit Farbhelligkeit L, Buntheit C (entspricht der Sättigung) und dem Bunttonwinkel h° (entspricht dem Farbwinkel), das gewissermaßen einem Lab-Farbraum in Zylinderkoordinaten entspricht.

HSB und HSI

An den Bedürfnissen der Farbmetrik und der phototechnischen Reproduktion orientieren sich das HSB- und das HSI-Modell. Auch hierbei steht H für Buntwert (hue) und S für Sättigung. Der Unterschied bezieht sich auf die dritte Koordinate:

Weblinks

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Einzelnachweise

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