将RGB值转换为灰度值的简单算法

 更新时间:2019年10月09日 11:07:04   作者:garfieldtom   我要评论
这篇文章主要介绍了将RGB值转换为灰度值的简单算法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧

RGB是如何转换为灰度的?这是让人困惑已久的一道难题。  

1、RGB复合通道转灰度:转换后的色阶值只与RGB空间有关,而与作为目的地的灰度空间无关。也就是说,只要当前的RGB空间不变,不管将灰度空间设置为哪种,转换后的色阶值都是一样的。

2、RGB中的单通道转灰度:转换后的色阶值不仅于RGB空间有关,而且还与作为目的地的灰度空间有关。但是,其灰度值K只于RGB色阶有关,而与RGB空间及灰度空间无关。其值与RGB色阶X的关系为:K=1-X/255

3、在RGB模式中,修改颜色设置中的RGB工作空间,将影响复合通道的外观和灰度K值,以及单通道的灰度值。但是,不会影响到单通道的外观。

4、在RGB模式中,如果修改颜色设置中的灰度空间,将影响到单色通道的外观以及单色通道、复合通道的灰度K值,但是,不会影响到复合通道的外观。

以上见解供大家讨论!

一、RGB向灰度转换的原理

RGB向灰度转换时,是以LAB模式为中介的(这和PS中关于LAB模式的一贯解释是完全吻合的)。其基本的流程是:首先将RGB转换为LAB,然后在LAB中去色,使A、B均为零,并依此生成一个RGB等值的灰阶,最后再根据该灰阶向灰度空间转换。

由此可见,转换为灰度的等值RGB只与原来的RGB空间有关,而与作为目标空间的灰度空间无关。

二、灰阶的计算

不同的RGB空间,灰阶的计算公式有所不同,常见的几种RGB空间的计算灰阶的公式如下:

1、简化 sRGB IEC61966-2.1 [gamma=2.20]

Gray = (R^2.2 * 0.2126  + G^2.2  * 0.7152  + B^2.2  * 0.0722)^(1/2.2)

2、 Adobe RGB (1998) [gamma=2.20]

Gray = (R^2.2 * 0.2973  + G^2.2  * 0.6274  + B^2.2  * 0.0753)^(1/2.2)

3、Apple RGB [gamma=1.80]

Gray = (R^1.8 * 0.2446  + G^1.8  * 0.6720  + B^1.8  * 0.0833)^(1/1.8)

4、ColorMatch RGB [gamma=1.8]

Gray = (R^1.8 * 0.2750  + G^1.8  * 0.6581  + B^1.8  * 0.0670)^(1/1.8)

5、简化 KODAK DC Series Digital Camera [gamma=2.2]

Gray = (R^2.2 * 0.2229  + G^2.2  * 0.7175  + B^2.2  * 0.0595)^(1/2.2)

三、灰度K的计算

由于RGB空间与灰度空间都有其相互独立的灰度系数(即GAMMA,设RGB空间的GAMMA为GAMMA1,灰度空间的GAMMA为GAMMA2),因此,就有了两种意义上的灰度K,一种是在RGB空间中相对于GAMMA1的灰度K1,另一种是转换到灰度空间后,相对于灰度空间GAMMA2的灰度K2(K2实际上就是经过GAMMA转换后的灰度)。灰度K与灰阶L的关系为:

K1=1-L/255

K2=K1^(GAMMA1/GAMMA2)=1-(L/255)^(GAMMA1/GAMMA2)

两点说明:

1、只要RGB空间与灰度空间的GAMMA值相等,即GAMMA1=GAMMA2,那么,K1=K2=1-L/255。

2、如何才能得知某一色彩空间的GAMMA值?先在“颜色设置”的工作空间中选定相应的工作空间,然后,再选择“自定义(RGB空间或灰度系数)”,在弹出的对话框中,其中的“灰度系数”就是刚才设定的工作空间的相应GAMMA值。

四、RGB中不同颜色通道转灰度的方式不同

1、复合通道转灰度

复合通道转灰度实际上就是整个图象转灰度。这种情况下,采用的是转换配置文件的方式:即在转换的过程中,保持颜色外观不变,而改变颜色数据。这里的颜色数据就是灰度K,颜色外观就是图象的外观显示以及与之相应的RGB值。

因此,复合通道转换为灰度后,其灰度值并不是K1,而是K2,这就是改变颜色数据的结果。对于一幅RGB等值的图象,在转换为灰度后,尽管灰度值发生了改变,但图象的外观显示及相应的RGB值却没有改变,这正是在转换过程中保留了颜色外观的结果。

2、单色通道转灰度

不仅可以将复合通道(即整幅图象)转换为灰度模式,也可以将某个单色通道转换为灰度模式。其实,当复制单色通道时,就是单色通道由RGB转为灰度的过程。与复合通道的转换不同的是,单色通道的转换是采用指定配置文件的方式:即在转换的过程中保持颜色的数据不变,颜色外观相应改变。

因此,当把单色通道复制为ALPHA通道时,通道的灰度值K1得以保留,但通道的颜色外观(包括外观显示及相应的灰阶值)却发生了变化。

3、单色通道的特殊显示

单色通道本身是一幅灰度图,按道理来讲,用灰度K来标识最为恰当不过,然而,单色通道又属于RGB模式的颜色通道,从这个方面来讲,用RGB值来表示单色通道最恰当不过了。面对这样一种两难的情形,PS采用了一种折中的显示方案,即颜色数据采用RGB空间中的RGB值,而外观则采用了转换为灰度后的相应外观。

4、识别信息调板中RGB颜色通道的灰度显示值

在信息调板中显示的各颜色通道的灰度值应该认真识别:

对于复合通道而言,显示的灰度值就是转换为灰度模式后的灰度K2;

对于单色通道而言,本来应该显示不经过伽玛转换的灰度值K1。但是,但面对一幅RGB等值的RGB图象时,却出现了复合通道与单色通道不等的情形,这种情形很容易给大家造成困惑。为了不至于让大家产生困惑,于是,PS使用了障眼术,偷偷地将本来的K1换成了经过伽玛转换后的K2。由此可见,信息调板中单色通道的灰度显示值是PS自欺欺人的一个把戏,大家千万不要被其蒙骗。

总之,对于大多数人而言,把RGB工作空间的GAMMA与灰度工作空间的GAMMA设置为等值是必要的。如果您这样做了,那么PS中好多看起来很让人困惑的事情根本就不会发生;否则,麻烦的事情很可能就会接踵而至,以至于让您一头雾水,不辩东西。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持脚本之家。

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