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我正在为家庭自动化系统中的灯光管理构建一个界面。我设法为各种供应商控制标准开/关和可调光，没有什么问题，但现在我遇到了一个与 RGB 灯有关的问题。

我目前使用的灯是 RGBW LED 灯条 - 具体来说，我正在使用低成本的 RGBW 灯：灯由四个 LED 组成，每个 LED 都可以单独控制。

更清楚一点 - 我正在编写一些 c# 代码，它应该检索当前选择的颜色并将其显示在 UI 中，并使用户能够为灯光指定新颜色。为了设置颜色和检索它，我必须使用一个命令提供程序，它使我能够通过 Web 服务发送和接收命令。

提供程序使用 RGBW 颜色 - 使用红色、绿色、蓝色和白色的四个组件。为了在我的界面上表示当前的灯光颜色，我想将服务返回的 RGBW 颜色转换为更标准的 RGB/HSB 方案。

在网上搜索，我找到的唯一颜色转换参考（不包括 rgb 到 rgbw 转换的 c++ 示例，根据我的理解，它肯定有一些严重的错误）是这篇文章，它显示了从 HSI 到 RGBW 的转换，即我需要的相反：链接在这里

我正在寻找一些关于如何实现这种转换的见解（或简单解释为什么它不可能）。据我所知，从 RGB 到 RGBW 的转换是任意的 - 单个 RGB 值可以表示为多个 RGBW 值，但相反的转换应该是单义的。另请注意，当我使用 c# 时，也可以随意参考其他语言的算法 - 语言不是问题，问题是我不知道进行颜色转换的数学。

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如何将 RGB 转换为 RGBW 在以下论文的 2.1 项中进行了描述

http://www.mirlab.org/conference_papers/International_Conference/ICASSP%202014/papers/p1214-lee.pdf

将您的 LED 视为一个巨大的像素。Oliver 的答案使用 Wo = min(Ri,Gi,Bi)，计算成本低且有效。本文介绍了其他可最大限度降低功耗的替代方案，这对家庭自动化项目有什么好处。我还在一个带有 OpenHAB、Arduino 和 RGBW LED 的家庭自动化项目中，一方面论文提出的替代方案会很好，另一方面，一个巨大的 LUT 将无法正常工作并转换 arduino 8 上的所有值。我建议您尝试使用论文中引用的不那么节能的技术来校正 RGB 值：

假设 Ri、Gi、Bi 是颜色输入，从 0 到 255 的整数，所以 Q = 255，并且您的输出是 Wo、Ro、Go 和 Bo，其值从 0 到 255：

M = max(Ri,Gi,Bi)
m = min(Ri,Gi,Bi)

Wo = if (m/M < 0.5) use ( (m*M) / (M-m) ) else M 
Q = 255
K = (Wo + M) / m
Ro = floor( [ ( K * Ri ) - Wo ] / Q )
Go = floor( [ ( K * Gi ) - Wo ] / Q )
Bo = floor( [ ( K * Bi ) - Wo ] / Q )

在实施之前在电子表格中进行练习，在 Wo = m、m^2 和 -m^3+m^2+m 上进行实验，用正确的 Qw 校正 Wo 值，您会惊讶地发现，没有校正的简单解决方案并不是什么人们会期望，其他答案不会有太大差异。检查纸张的颜色失真结果，我想如果你不纠正 RGB 值，你最终会得到一些褪色的颜色。

于 2015-01-07T21:52:57.110 回答
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我一直在查看 Roberto 建议的答案，但在许多情况下，颜色似乎更暗且饱和度不足。以 RGB = (255,255,2) 为例，RGBW = (128,128,1,2)。

进一步挖掘，Chul Lee 的论文似乎在其 K 方程中有一个错误。该方程来自 Lili Wang 的一篇论文（“手机使用的 RGBW 显示器中亮度和颜色之间的权衡”）实际上是：

K = (Wo + M)/M

请注意，它是大写的 M，而不是小写的 m。鉴于此更改，您也不需要 Q，因为它天生就可以正确扩展。在相同的 RGB = (255,255,2) 示例上使用新的 K 会导致更合理的 RGBW = (255,255,0,2)。

把它们放在一起：

M = max(Ri,Gi,Bi)
m = min(Ri,Gi,Bi)

Wo = if (m/M < 0.5) use ( (m*M) / (M-m) ) else M 
K = (Wo + M) / M
Ro = floor[ ( K * Ri ) - Wo ]
Go = floor[ ( K * Gi ) - Wo ]
Bo = floor[ ( K * Bi ) - Wo ]
于 2019-12-31T00:01:49.053 回答
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有点晚了，但这似乎仍然是一件很难找到工具的事情。

这个 repo 可以为你完成这项工作：https ://github.com/iamh2o/rgbw_colorspace_converter/

我和一个朋友一起写了这个模块，这样“颜色”对象可以通过几个颜色系统来实例化，并且该对象可以输出到它支持的所有其他颜色系统的翻译——经过大量研究（一个关键部分是https://www.neltnerlabs.com/saikoled/how-to-convert-from-hsi-to-rgb-white），我们终于搞定了 [HSI/HSL/HSV/RGB/HEX] -> RGBW 转换。

有很多软件包解决了一般色彩空间问题，但似乎 RGBW 案例非常特定于物理照明/LED，不适用于数字显示器，RGBW 不包含在我看过的任何模块中。

这个模块的杀手锏功能是，您实例化的颜色对象可以根据您的需要在多个颜色系统中进行操作（您创建它的不同系统），并且它将保持对其他空间的所有翻译都是最新的- 它超级快，我们还没有让它成为帧速率限制组件。

所以像这样的事情将是一个通过完全明亮、完全饱和的彩虹的循环（注意 RGB 与 HSV 代码如何远不适合编程操作）：

from rgbw_colorspace_converter.colors.converters import RGB

color = RGB(255,0,0)

ctr = 0

while ctr < 10:
     color.hsv_h += .1
     print(f"HSV:{color.hsv}  RGB:{color.rgb}  HSI:{color.hsi} HEX:{color.hex}")
     ctr += 1

# "H" in hsv is actually expressed in 360 degrees, and it is cylindrical. We've normalized it to being between 0-1 (so H=0=H=1 - both are red)
HSV:(0.0, 1.0, 1.0)  RGB:(255, 0, 0)  HSI:(0.0, 1.0, 0.33333) HEX:#ff0000
HSV:(0.1, 1.0, 1.0)  RGB:(255, 153, 0)  HSI:(36.0, 1.0, 0.533328) HEX:#ff9900
HSV:(0.2, 1.0, 1.0)  RGB:(203, 255, 0)  HSI:(72.23529411764707, 1.0, 0.5986868235294117) HEX:#cbff00
HSV:(0.3, 1.0, 1.0)  RGB:(51, 255, 0)  HSI:(108.0, 1.0, 0.399996) HEX:#33ff00
HSV:(0.4, 1.0, 1.0)  RGB:(0, 255, 102)  HSI:(144.0, 1.0, 0.46666199999999997) HEX:#00ff66
HSV:(0.5, 1.0, 1.0)  RGB:(0, 255, 255)  HSI:(180.0, 1.0, 0.66666) HEX:#00ffff
HSV:(0.6, 1.0, 1.0)  RGB:(0, 102, 255)  HSI:(216.0, 1.0, 0.46666199999999997) HEX:#0066ff
HSV:(0.7, 1.0, 1.0)  RGB:(50, 0, 255)  HSI:(251.76470588235296, 1.0, 0.39868882352941176) HEX:#3200ff
HSV:(0.8, 1.0, 1.0)  RGB:(204, 0, 255)  HSI:(288.0, 1.0, 0.599994) HEX:#cc00ff
HSV:(0.9, 1.0, 1.0)  RGB:(255, 0, 152)  HSI:(324.2352941176471, 1.0, 0.5320208235294118) HEX:#ff0098
HSV:(1.0, 1.0, 1.0)  RGB:(255, 0, 0)  HSI:(0.0, 1.0, 0.33333) HEX:#ff0000
于 2021-08-18T07:57:06.227 回答
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我知道这是一个相当老的问题，但我正在查看 RGB->RGBW 算法并发现这篇文章 - 虽然不是答案 - 可能有帮助？

http://web.archive.org/web/20101008153429/http://www.nouvoyance.com:80/files/pdf/Adding-a-White.pdf

在此，他们建议 RGB->RGBW 的一种转换是简单地从 min(R, G, B) 创建 W。

  • R -> R
  • G -> G
  • 乙->乙
  • W -> min(R, G, B)

与此相反（对于您的场景）将只是扔掉 W.

  • R -> R
  • G -> G
  • 乙->乙
  • W -> 空
于 2014-11-17T14:04:13.130 回答