C#RGB到HSL的单向转换算法

本文关键字：转换 算法 HSL C#RGB | 更新日期: 2023-09-27 18:22:11

下面是我用C#编写的RGB到HSL单向颜色转换方法。它完全基于开源程序"Meazure"的代码（这是我在项目中使用的工具，因此我需要将HSL颜色的格式与Meazure中的格式相同）。

    public String rgbToHsl(int r, int g, int b)
    {
        double h, s, l;
        double rDecimal = r / 255;
        double gDecimal = g / 255;
        double bDecimal = b / 255;
        double cMin = Math.Min(r, Math.Min(g, b));
        double cMax = Math.Max(r, Math.Max(g, b));
        double delta = cMax - cMin;
        l = (cMax + cMin) / 2;
        if (cMax == cMin)
        {
            s = 0;
            h = 0;  // It's really undefined
        }
        else
        {
            if (l < .5)
            {
                s = delta / (cMax + cMin);
            }
            else
            {
                s = delta / (2 - cMax - cMin);
            }
            if (r == cMax)
            {
                h = (g - b) / delta;
            }
            else if (g == cMax)
            {
                h = 2 + (b - r) / delta;
            }
            else
            {
                h = 4 + (r - g) / delta;
            }
            h /= 6;
            if (h < 0)
            {
                h += 1;
            }
        }
        return h.ToString().PadLeft(3, '0') + s.ToString().PadLeft(3, '0') + l.ToString().PadLeft(3, '0');
    }

以下是我作为参考使用的开源、C++Meazure代码。

void MeaColors::RGBtoHSL(COLORREF rgb, HSL& hsl)
{
    double h, s, l;
    double r = GetRValue(rgb) / 255.0;
    double g = GetGValue(rgb) / 255.0;
    double b = GetBValue(rgb) / 255.0;
    double cmax = Max(r, Max(g, b));
    double cmin = Min(r, Min(g, b));
    l = (cmax + cmin) / 2.0;
    if (MEA_DBL_EQL(cmax, cmin)) {
        s = 0.0;
        h = 0.0; // it's really undefined
    } else {
        if (l < 0.5) {
            s = (cmax - cmin) / (cmax + cmin);
        } else {
           s = (cmax - cmin) / (2.0 - cmax - cmin);
        }
        double delta = cmax - cmin;
        if (MEA_DBL_EQL(r, cmax)) {
            h = (g - b) / delta;
        } else if (MEA_DBL_EQL(g, cmax)) {
            h = 2.0 + (b - r) / delta;
        } else {
            h = 4.0 + (r - g) / delta;
        }
        h /= 6.0;
        if (h < 0.0) {
            h += 1.0;
        }
    }
    hsl.hue = h;
    hsl.lightness = l;
    hsl.saturation = s;
}

问题是我的方法没有输出预期的值。它可以编译和运行，不会崩溃。然而，对于输入RGB值214、219、233，我的方法产生HSL值6、228、70，而通过使用Meazure以HSL格式测量相同像素而获得的期望值是149、72、210。我在这个网站上注意到了一些类似的问题，但没有一个是功能性的解决方案，至少是这里想要的格式。

这是我的代码，它调用了我的方法。它恰好通过在输入像素周围构建一个5x5框来从单个输入中转换25个RGB值（刚才提到这一点是为了避免混淆）。

            Bitmap screenShot = takeScreenShot();
            const int squareSideSize = 5;
            Color[] firstPixelSquare = new Color[(int)Math.Pow(squareSideSize, 2)];
            hslColor[] hslFirstPixelSquare = new hslColor[(int)Math.Pow(squareSideSize, 2)];
            for (int hOffset = -2, i = 0; hOffset <= 2; hOffset++, i += squareSideSize)
            {
                for (int vOffset = -2, j = i; vOffset <= 2; vOffset++, j++)
                {
                    firstPixelSquare[j] = screenShot.GetPixel((int)numericUpDownX1.Value + hOffset, (int)numericUpDownY1.Value + vOffset);
                    hslFirstPixelSquare[j].h = Convert.ToDouble(rgbToHsl(firstPixelSquare[j].R, firstPixelSquare[j].G, firstPixelSquare[j].B).Substring(0, 3));
                    hslFirstPixelSquare[j].s = Convert.ToDouble(rgbToHsl(firstPixelSquare[j].R, firstPixelSquare[j].G, firstPixelSquare[j].B).Substring(3, 3));
                    hslFirstPixelSquare[j].l = Convert.ToDouble(rgbToHsl(firstPixelSquare[j].R, firstPixelSquare[j].G, firstPixelSquare[j].B).Substring(6, 3));
                }
            }

C#RGB到HSL的单向转换算法

原始算法有两个问题：

此处声明的变量从未使用过：

    double rDecimal = r / 255;
    double gDecimal = g / 255;
    double bDecimal = b / 255;

将r切换为rDecimal，或者简单地重命名输入以继续使用r, g, b变量：

public String RgbToHsl(int rInput, int gInput, int bInput)
{
    double h, s, l;
    double r = rInput / 255;
    double g = gInput / 255;
    double b = bInput / 255;

第二个问题也在这个环节。输入是ints，除以255（这也是int）。这会产生一个整数除法，每次都会产生0。你需要除以255.0才能强制进行双重除法：

public String RgbToHsl(int rInput, int gInput, int bInput)
{
    double h, s, l;
    double r = rInput / 255.0;
    double g = gInput / 255.0;
    double b = bInput / 255.0;

完成后，您需要将[0,1]区间的结果转换为您从工具中获得的结果。我所能达到的最接近的结果是将结果乘以239，然后四舍五入。也许可以从更多的输入/输出示例中找到真正的模式/确切的值。。。

h = Math.Round(h * 239);
s = Math.Round(s * 239);
l = Math.Round(l * 239);
return h.ToString().PadLeft(3, '0') + s.ToString().PadLeft(3, '0') + l.ToString().PadLeft(3, '0');
}
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