Photoshop 中的色相/饱和度调整图层算法

Posted 2023-02-16

【中文标题】Photoshop 中的色相/饱和度调整图层算法

【英文标题】：Algorithm for Hue/Saturation Adjustment Layer from Photoshop

【发布时间】：2011-05-23 05:09:54

【问题描述】：

有人知道调整图层在 Photoshop 中的工作原理吗？我需要从色相/饱和度调整层生成具有源图像和 HSL 值的结果图像。转换为 RGB，然后与源颜色相乘不起作用。

或者是否可以将色相/饱和度调整图层替换为具有适当设置的混合模式（倍增、屏幕、色相、饱和度、颜色、亮度……）的普通图层？ 如果是那怎么办？

谢谢

【参考方案1】：

我对选中“着色”复选框的计算进行了逆向工程。以下所有代码都是伪代码。

输入是：

hueRGB，这是HSV(photoshop_hue, 100, 100).ToRGB() 的 RGB 颜色 饱和度，即photoshop_saturation / 100.0（即0..1） 亮度，即photoshop_lightness / 100.0（即-1..1） 值，即pixel.ToHSV().Value，缩放到0..1范围。

给单个像素上色的方法：

color = blend2(rgb(128, 128, 128), hueRGB, saturation);

if (lightness <= -1)
    return black;
else if (lightness >= 1)
    return white;

else if (lightness >= 0)
    return blend3(black, color, white, 2 * (1 - lightness) * (value - 1) + 1)
else
    return blend3(black, color, white, 2 * (1 + lightness) * (value) - 1)

blend2 和 blend3 分别是：

blend2(left, right, pos):
    return rgb(left.R * (1-pos) + right.R * pos, same for green, same for blue)

blend3(left, main, right, pos):
    if (pos < 0)
        return blend2(left, main, pos + 1)
    else if (pos > 0)
        return blend2(main, right, pos)
    else
        return main

【讨论】：

太好了，谢谢分享。我玩过你的代码，结果似乎比预期的要亮一点。然后我意识到它的发生是因为这条线 2 * (1 + lightness) * (value) - 1 如果我们不将 (1 + lightness) * (value) 与 2 相乘，问题就解决了。

第一行的rgb(128, 128, 128) 是什么？原始单个像素的颜色 rgb？

@zwcloud 这只是灰色#808080

【参考方案2】：

我已经弄清楚 Lightness 的工作原理。

输入参数亮度b在[0, 2]，输出为c（颜色通道）。

if(b<1) c = b * c;
else    c = c + (b-1) * (1-c);

一些测试：

b = 0  >>>  c = 0  // black
b = 1  >>>  c = c  // same color
b = 2  >>>  c = 1  // white

但是，如果您选择某个间隔（例如，红色而不是 Master），亮度的表现完全不同，更像是饱和度。

【讨论】：

对于 b > 1，我认为 c = 1 - (2-b) * (1-c) 更有意义。 @Ivan Kuckir

这两个公式会得到相同的结果

【参考方案3】：

Photoshop，不知道。但理论通常是：RGB图像通过特定层的内部方法转换为HSL/HSV；然后根据指定的参数修改每个像素的HSL，并将如此获得的结果以RGB形式返回（用于显示）。

PaintShopPro7 用于以 30° (IIRC) 的离散增量分割 H 空间（假设范围为 0..360），因此如果您仅碰撞“黄色”，即仅 H 分量值为 45 的像素-75 将被视为操纵。

红色 345..15，橙色 15..45，黄色 45..75，黄绿色 75..105，绿色 105..135，等等。

如果 (h >= 45 && h

还有其他可能性，例如应用衰减过滤器，如下所示：

/* 对于 h=60，让 m=1... 并线性下降到 h=75 m=0。 */ m = 1 - abs(h - 60) / 15； 如果 (m

【参考方案4】：

你好，我写了着色着色器，我的方程式如下

inputRGB 是源图像，应该是单色的

(r+g+b) * 0.333

colorRGB 是您的目标颜色 finalRGB 是结果

伪代码：

finalRGB = inputRGB * (colorRGB + inputRGB * 0.5);

我认为它快速高效

【参考方案5】：

如果有人需要，我确实将@Roman Starkov 的解决方案翻译成 java，但由于某种原因它效果不佳，然后我开始阅读一点，发现解决方案非常简单，有两件事必须是完成：

当更改色调或饱和度时，仅替换原始图像的色调和饱和度，亮度保持原样，这种混合方法称为 10.2.4。亮度混合模式： https://www.w3.org/TR/compositing-1/#backdrop

在 Photoshop 中更改亮度时，滑块指示我们需要在原始亮度中添加或减去多少百分比才能在 HSL 中获得白色或黑色。

例如： 如果原始像素是 0.7 亮度并且亮度滑块 = 20 所以我们需要更多的 0.3 亮度才能达到 1

所以我们需要添加到原始像素亮度：0.7 + 0.2*0.3； 这将是新像素的新混合亮度值。

@Roman Starkov 解决方案 Java 实现：

//newHue, which is photoshop_hue (i.e. 0..360)
//newSaturation, which is photoshop_saturation / 100.0 (i.e. 0..1)
//newLightness, which is photoshop_lightness / 100.0 (i.e. -1..1)

//returns rgb int array of new color
private static int[] colorizeSinglePixel(int originlPixel,int newHue,float newSaturation,float newLightness)

    float[] originalPixelHSV = new float[3];
    Color.colorToHSV(originlPixel,originalPixelHSV);
    float originalPixelLightness = originalPixelHSV[2];

    float[] hueRGB_HSV = newHue,100.0f,100.0f;
    int[] hueRGB = Color.red(Color.HSVToColor(hueRGB_HSV)),Color.green(Color.HSVToColor(hueRGB_HSV)),Color.blue(Color.HSVToColor(hueRGB_HSV));


    int color[] = blend2(new int[]128,128,128,hueRGB,newSaturation);
    int blackColor[] = new int[]Color.red(Color.BLACK),Color.green(Color.BLACK),Color.blue(Color.BLACK);
    int whileColor[] = new int[]Color.red(Color.WHITE),Color.green(Color.WHITE),Color.blue(Color.WHITE);

    if(newLightness <= -1)
    
        return blackColor;
    
    else if(newLightness >=1)
    
        return whileColor;
    
    else if(newLightness >=0)
    
        return blend3(blackColor,color,whileColor, (int) (2*(1-newLightness)*(originalPixelLightness-1) + 1));
    
    else
    
        return blend3(blackColor,color,whileColor, (int) ((1+newLightness)*(originalPixelLightness) - 1));
    


private static int[] blend2(int[] left,int[] right,float pos)

    return new int[](int) (left[0]*(1-pos)+right[0]*pos),(int) (left[1]*(1-pos)+right[1]*pos),(int) (left[2]*(1-pos)+right[2]*pos);


private static int[] blend3(int[] left,int[] main,int[] right,int pos)

    if(pos < 0)
    
        return blend2(left,main,pos+1);
    
    else if(pos > 0)
    
        return blend2(main,right,pos);
    
    else
    
        return main;
    

【参考方案6】：

选中“着色”复选框时，下层的亮度与色相和饱和度滑块的值相结合，并根据https://en.wikipedia.org/wiki/HSL_and_HSV#From_HSL 处的公式从 HSL 转换为 RGB . （亮度滑块只是将亮度重新映射到比例的子集，从直方图可以看出；效果非常糟糕，我不明白为什么有人会使用它。）