RGB 转飞利浦色调 (HSB)

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【中文标题】RGB 转飞利浦色调 (HSB)【英文标题】:RGB to Philips Hue (HSB) 【发布时间】:2014-04-29 03:22:42 【问题描述】:

我正在 Processing 中为学校的作业制作音乐播放器。飞利浦 Hue 灯会做出一些相应的视觉效果。 我想让每首歌的视觉效果都独一无二。 因此,我获取了播放曲目的封面(使用 LastFM API)以获得最常见的颜色,并将其用作创建其他颜色的基础。 飞利浦 Hue 有一种不同的颜色显示方式,即 (HSB)。所以我通过

转换它

Color.RGBtoHSB();

例如。它给了我 R= 127, G=190, B=208 的值 H= 0.5370371, S=0.38942307, B=0.8156863。现在我猜它们是基于 1 计算的,所以我将亮度和饱和度乘以 255。色相乘以 65535。 (见http://developers.meethue.com/1_lightsapi.html

在 Philips Hue 中设置这些计算值时,无论播放什么歌曲,颜色总是偏红或偏白。

RGB 到 HSB 的转换有问题吗?

应大众要求,我的代码:

作为测试:

Color c = Colorconverter.getMostCommonColour("urltoimage");
float[] f = Colorconverter.getRGBtoHSB(c);
ArrayList<Lamp> myLamps = PhilipsHue.getInstance().getMyLamps();
State state = new State();
state.setBri((int) Math.ceil(f[2]*255));
state.setSat((int) Math.ceil(f[1]*255));
state.setHue((int) Math.ceil(f[0]*65535));
state.setOn(true);
PhilipsHue.setState(myLamps.get(1), state);

如上所示的功能

    public static Color getMostCommonColour(String coverArtURL) 
            Color coulourHex = null;
            try 
                BufferedImage image = ImageIO.read(new URL(coverArtURL));
                int height = image.getHeight();
                int width = image.getWidth();

                Map m = new HashMap();
                for (int i = 0; i < width; i++) 
                    for (int j = 0; j < height; j++) 
                        int rgb = image.getRGB(i, j);
                        int[] rgbArr = getRGBArr(rgb);
                        // No grays ...
                        if (!isGray(rgbArr)) 
                            Integer counter = (Integer) m.get(rgb);
                            if (counter == null) 
                                counter = 0;
                            
                            counter++;
                            m.put(rgb, counter);
                        
                    
                

                coulourHex = getMostCommonColour(m);
                System.out.println(coulourHex);
             catch (IOException e) 
                e.printStackTrace();
            
            return coulourHex;
        

    private static Color getMostCommonColour(Map map) 
            List list = new LinkedList(map.entrySet());
            Collections.sort(list, new Comparator() 
                public int compare(Object o1, Object o2) 
                    return ((Comparable) ((Map.Entry) (o1)).getValue())
                            .compareTo(((Map.Entry) (o2)).getValue());
                
            );
            Map.Entry me = (Map.Entry) list.get(list.size() - 1);
            int[] rgb = getRGBArr((Integer) me.getKey());
            String r = Integer.toHexString(rgb[0]);
            String g = Integer.toHexString(rgb[1]);
            String b = Integer.toHexString(rgb[2]);
            Color c = new Color(rgb[0], rgb[1], rgb[2]);
            return c;
        
private static int[] getRGBArr(int pixel) 
        int alpha = (pixel >> 24) & 0xff;
        int red = (pixel >> 16) & 0xff;
        int green = (pixel >> 8) & 0xff;
        int blue = (pixel) & 0xff;
        return new int[]  red, green, blue ;

    

    private static boolean isGray(int[] rgbArr) 
        int rgDiff = rgbArr[0] - rgbArr[1];
        int rbDiff = rgbArr[0] - rgbArr[2];
        // Filter out black, white and grays...... (tolerance within 10 pixels)
        int tolerance = 10;
        if (rgDiff > tolerance || rgDiff < -tolerance)
            if (rbDiff > tolerance || rbDiff < -tolerance) 
                return false;
            
        return true;
    

    public static float[] getRGBtoHSB(Color c) 
        float[] hsv = new float[3];
        return Color.RGBtoHSB(c.getRed(), c.getGreen(), c.getBlue(), hsv);
    

设置状态只是对飞利浦灯泡进行简单的放置。当我检查受影响灯泡上的 JSON 时


    "state": 
        "on": true,
        "bri": 81,
        "hue": 34277,
        "sat": 18,
        "xy": [
            0.298,
            0.2471
        ],
        "ct": 153,
        "alert": "none",
        "effect": "none",
        "colormode": "hs",
        "reachable": true
    ,
    "type": "Extended color light",
    "name": "Hue Spot 1",
    "modelid": "LCT003",
    "swversion": "66010732",
    "pointsymbol": 
        "1": "none",
        "2": "none",
        "3": "none",
        "4": "none",
        "5": "none",
        "6": "none",
        "7": "none",
        "8": "none"
    

【问题讨论】:

HSB 值看起来正确。我去了 colorpicker.com。它接受的 H、S、B 值的最大值为 360、100、100(如 Gary 所说),因此您的值转换为 H=193、S=39、B=82,在 RGB 中显示为蓝色非常接近您的原始值。我会仔细检查硬件文档以准确了解它所期望的值(最重要的是,值的范围)。 @GaryKlasen 不,Philips Hue API 使用 0–255 的亮度和饱和度值,以及 0–65535 的色调角度值。 不要使用从 RGB 计算的值来测试灯光,而是尝试对已知颜色的 HSB 值进行硬编码,并确保灯光表现正常。换句话说,通过确定您的转换是否错误,或者与光的通信是否中断来隔离问题。 我并不是在暗示灯泡坏了,而是在质疑这个错误是在转换中还是在一些后来的代码中。划分搜索空间的简单测试是基本的调试策略。发布SSCCE,因为您的代码描述与其结果不匹配。 真的跑题了,但忍不住:编写一个灯泡需要多少程序员? :P 【参考方案1】:

特别感谢 *** 用户 Gee858eeG 注意到我的错字并感谢 Erickson 提供的精彩提示和链接。

这是一个将任何 RGB 颜色转换为 Philips Hue XY 值的工作函数。返回的列表只包含两个元素 0 是 X,1 是 Y。 代码基于这个精彩的注释:https://github.com/PhilipsHue/PhilipsHueSDK-ios-OSX/commit/f41091cf671e13fe8c32fcced12604cd31cceaf3

虽然这不会返回 HSB 值,但 XY 值可以用作更改 Hue 上的颜色的替代品。希望它对其他人有所帮助,因为飞利浦的 API 没有提及任何公式。

public static List<Double> getRGBtoXY(Color c) 
    // For the hue bulb the corners of the triangle are:
    // -Red: 0.675, 0.322
    // -Green: 0.4091, 0.518
    // -Blue: 0.167, 0.04
    double[] normalizedToOne = new double[3];
    float cred, cgreen, cblue;
    cred = c.getRed();
    cgreen = c.getGreen();
    cblue = c.getBlue();
    normalizedToOne[0] = (cred / 255);
    normalizedToOne[1] = (cgreen / 255);
    normalizedToOne[2] = (cblue / 255);
    float red, green, blue;

    // Make red more vivid
    if (normalizedToOne[0] > 0.04045) 
        red = (float) Math.pow(
                (normalizedToOne[0] + 0.055) / (1.0 + 0.055), 2.4);
     else 
        red = (float) (normalizedToOne[0] / 12.92);
    

    // Make green more vivid
    if (normalizedToOne[1] > 0.04045) 
        green = (float) Math.pow((normalizedToOne[1] + 0.055)
                / (1.0 + 0.055), 2.4);
     else 
        green = (float) (normalizedToOne[1] / 12.92);
    

    // Make blue more vivid
    if (normalizedToOne[2] > 0.04045) 
        blue = (float) Math.pow((normalizedToOne[2] + 0.055)
                / (1.0 + 0.055), 2.4);
     else 
        blue = (float) (normalizedToOne[2] / 12.92);
    

    float X = (float) (red * 0.649926 + green * 0.103455 + blue * 0.197109);
    float Y = (float) (red * 0.234327 + green * 0.743075 + blue * 0.022598);
    float Z = (float) (red * 0.0000000 + green * 0.053077 + blue * 1.035763);

    float x = X / (X + Y + Z);
    float y = Y / (X + Y + Z);

    double[] xy = new double[2];
    xy[0] = x;
    xy[1] = y;
    List<Double> xyAsList = Doubles.asList(xy);
    return xyAsList;

【讨论】:

太棒了。感谢您发布此信息! 我将它转换为 python 用于一个项目。 gist.github.com/error454/6b94c46d1f7512ffe5ee List xyAsList = Doubles.asList(xy); ,在这一行中,它显示“双打”的错误。 android.graphics.Color 也不包含 getRed、getGreen 的方法 双打类来自番石榴。您可以改用它 (Java 8>) DoubleStream.of(xy).boxed().collect(Collectors.toList());: 非常好的帖子!我在 Typescript 中为颜色选择器重建了这个逻辑。您的逻辑是否也没有真正的彩色黄色?【参考方案2】:

我认为这里的问题是 Hue has a pretty limited color gamut. 它对红色和紫色很重,但不能在蓝绿色区域产生尽可能多的饱和度..

我建议将饱和度设置为最大值 255,并且只改变色调。

根据文档中给出的表格,Hue 的“hue”属性不直接映射到 HSV 的色调。近似值可能足够接近,但如果不是,则值得尝试conversion to CIE 1931 color space,,然后设置“xy”属性而不是色调。

【讨论】:

谢谢。我试试看! 我尝试将 RGB 值转换为 XY,但似乎无法正确处理。阅读我的full explanation【参考方案3】:

您的 RGB 作为 HSB 应分别为 193 度、39% 和 82%。所以至少 S 和 B 看起来是正确的。查看 Philips hue API 文档,您将这些数字乘以 255 是正确的。

要获得以度数为单位的 H 值,请将计算出的 H 值乘以 360。这就是在您的情况下得到 193 的方式。获得度数后,乘以 182 得到应该发送到飞利浦 hue API 的值(来自 Hack the Hue):

hue
The parameters 'hue' and 'sat' are used to set the colour
The 'hue' parameter has the range 0-65535 so represents approximately 
182*degrees (technically 182.04 but the difference is imperceptible)

这应该会为您提供与使用 * 65535 方法获得的不同的 H 值。

【讨论】:

不同,但仅取决于您引入的舍入误差。 RGB 到 HSB 转换返回的色调值是从 0 到 1 的浮点数。 0.5370371 * 65535 = 35195,接近于通过四舍五入色相角 (193.33) 和转换因子 (182.04) 得到的 35126 值。 谢谢!但是飞利浦灯泡仍然显示白色,而不是 colorpicker.com 上看到的蓝色。飞利浦 API 说色调值是 0 到 65535 之间的环绕值。0 和 65535 都是红色,25500 是绿色,46920 是蓝色。我的值应该更接近46920。如果我做你的计算。 0.5370371 * 360° = 193.333356 乘以 182 = 35186.67079【参考方案4】:

对于那些在这个问题上苦苦挣扎并在 javascript 中寻找解决方案的人,我将最佳答案的回复与@error454 的 python 适配相结合,并确认它适用于 HUE 灯泡和 API:D

function EnhanceColor(normalized) 
    if (normalized > 0.04045) 
        return Math.pow( (normalized + 0.055) / (1.0 + 0.055), 2.4);
    
    else  return normalized / 12.92; 
        


function RGBtoXY(r, g, b) 
    let rNorm = r / 255.0;
    let gNorm = g / 255.0;
    let bNorm = b / 255.0;

    let rFinal = EnhanceColor(rNorm);
    let gFinal = EnhanceColor(gNorm);
    let bFinal = EnhanceColor(bNorm);

    let X = rFinal * 0.649926 + gFinal * 0.103455 + bFinal * 0.197109;
    let Y = rFinal * 0.234327 + gFinal * 0.743075 + bFinal * 0.022598;
    let Z = rFinal * 0.000000 + gFinal * 0.053077 + bFinal * 1.035763;

    if ( X + Y + Z === 0) 
        return [0,0];
     else 
        let xFinal = X / (X + Y + Z);
        let yFinal = Y / (X + Y + Z);
    
        return [xFinal, yFinal];
    

;

https://gist.github.com/NinjaBunny9000/fa81c231a9c205b5193bb76c95aeb75f

【讨论】:

以上是关于RGB 转飞利浦色调 (HSB)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

闪烁我的飞利浦色调灯

如何检测飞利浦 Hue 桥上的电源循环?

详解RGB-HSB互相转换的算法

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