Colors 从RGB获取色调的最快公式

如果给定的红色、绿色和蓝色值范围在0-255之间，那么获得色调值的最快计算方法是什么？这个公式将以30fps（每秒920万次）的速度用于640x480图像的每个像素，因此每一点速度优化都会有所帮助

我见过其他的公式，但我不满意它们涉及多少步骤。我在寻找一个实际的公式，而不是一个内置的库函数

将RGB值转换为范围0-1，可通过将该值除以255获得8位颜色深度（r、g、b-为给定值）：

求R、G和B的最小值和最大值

取决于RGB颜色通道的最大值。这三个不同的公式是：

• 如果红色为最大值，则

  Hue=（G-B）/（max-min）

• 如果绿色为最大值，则

  Hue=2.0+（B-R）/（max-min）

• 如果蓝色为最大值，则

  Hue=4.0+（R-G）/（max-min）

需要将得到的色调值乘以60，才能将其转换为颜色圆上的度数。如果色调变为负值，则需要添加360度，因为圆有360度

以下是。

您必须指定您使用的语言和平台，因为C#、Java和C是非常不同的语言，它们之间以及不同平台之间的性能也不同。这个问题现在太广泛了

640×480与当前常用分辨率相比不是很大，但“最快”是主观的，您需要仔细进行基准测试，以选择最适合您的用例。由于指令周期不是固定的，而且还有许多其他因素会影响性能，例如缓存一致性和分支（mis）预测，因此看起来更长、步骤更多的算法并不一定比更短的算法慢

对于上面提到的算法Umriyaev，您可以，这将在一个微小的可接受错误的情况下提高性能

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但是最好的方法是在某种程度上涉及到，因为现代CPU有多个内核，而且还可以加速数学和多媒体操作。例如x86具有SSE/AVX/AVX-512。。。它可以同时在8/16/32频道上执行操作。结合多线程、硬件加速、GPU计算。。。。这比这个问题的任何答案都好

在C#和Java中，过去没有太多的矢量化选项，，因此对于较旧的.NET和JVM版本，您需要在C#中运行不安全的代码。在Java中，您可以通过JNI运行本机代码。但是现在它们都有矢量化的数学支持。Java中有一个新的矢量API。在Mono中，可以在中使用向量类型。在琉璃城有一家餐馆。在.NET1.6+中，有包括和其他

。。。启用SIMD的向量类型，包括向量2、向量3、向量4、矩阵x3x2、矩阵x4x4、平面和四元数

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除了乌姆里亚耶夫的回答：

如果只需要色调，则不需要将0-255范围内的颜色除以255

e.x.

（绿-蓝）/（最大-最小）

的结果在任何范围内都是相同的（当然，只要颜色在相同的范围内）

下面是获取色调的java示例：

public int getHue（int红色、int绿色、int蓝色）{
float min=Math.min（Math.min（红色、绿色）、蓝色）；
float max=Math.max（Math.max（红色、绿色）、蓝色）；
如果（最小值==最大值）{
返回0；
}
浮动色调=0f；
如果（最大==红色）{
色调=（绿色-蓝色）/（最大-最小值）；
}否则如果（最大==绿色）{
色调=2f+（蓝-红）/（最大-最小）；
}否则{
色调=4f+（红-绿）/（最大-最小）；
}
色调=色调*60；
如果（色调<0）色调=色调+360；
返回Math.round（色调）；
}

编辑：添加了检查最小值和最大值是否相同，因为在这种情况下不需要计算的其余部分，并避免被0除（请参见注释）

编辑：修复了java错误

//将rgb值转换为0-1的范围
var h；
r/=255，g/=255，b/=255；
//从r、g、b分量中找出最小值和最大值
var max=Math.max（r，g，b），min=Math.min（r，g，b）；
如果（最大==r）{
//如果红色是主要的颜色
h=（g-b）/（最大-最小值）；
}
否则，如果（最大==g）{
//如果绿色是最主要的颜色
h=2+（b-r）/（最大-最小值）；
}
否则如果（最大==b）{
//如果蓝色是最主要的颜色
h=4+（r-g）/（最大-最小值）；
}
h=h*60；//找到颜色所属的60度扇区
// https://www.pathofexile.com/forum/view-thread/1246208/page/45 -色轮
如果（h>0）{
//h是色轮中的正角度
返回数学楼层（h）；
}
否则{
//h是一个负角度。
返回数学楼层（360-h）；
}

该网页涵盖了这一点，但它包含我认为是错误的内容。它规定色调计算要除以max-min，但是如果除以该分数，值会增加，并且很容易超过-1到5的完整预期范围。我发现乘以max-min可以像预期的那样工作

与此相反：

If Red is max, then Hue = (G-B)/(max-min)
If Green is max, then Hue = 2.0 + (B-R)/(max-min)
If Blue is max, then Hue = 4.0 + (R-G)/(max-min)

我建议：

If Red is max, then Hue = (G-B)*(max-min)
If Green is max, then Hue = 2.0 + (B-R)*(max-min)
If Blue is max, then Hue = 4.0 + (R-G)*(max-min)

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我看过那篇文章，这就是我目前使用的方法。我希望有更快的方法…我看到了另一种使用tan的方法，但我想当前的方法比我想象的要快，虽然应该是256而不是255，但我想我现在明白了。假设只有两种颜色0和1。如果我除以2，我会得到0和0.5，所以我应该除以颜色数减1。有人能解释一下

2.0+

和

4.0+

部分实现了什么，因为

（x-y）/（max-min）

产生的最大值是1，而不是2吗？@Sphynx注意

x-y

可以是正的，也可以是负的，所以

（x-y）/（最大值-最小值）

的范围是从-1到1，而不是从0到1。如果您只需要计算

If Red is max, then Hue = (G-B)*(max-min)
If Green is max, then Hue = 2.0 + (B-R)*(max-min)
If Blue is max, then Hue = 4.0 + (R-G)*(max-min)