python RGB与LCH互转算法

一、前言

最近业务需要，要将一个 RGB 色彩空间的颜色，转化到 LCH 色彩空间，生成渐变色，再转回 RGB 色彩空间。查遍网上，只有 Matlab 写的转换代码。没有 RGB 与 LCH 互转的 PYTHON 代码，所以自己手撸了一个放上来。需要用 PYTHON 实现转换的同学可以自取。

二、原理公式

RGB 到 LCH 的转换过程，首先需要将 RGB 转换到 XYZ 空间，再将 XYZ 转换到 LAB 空间，最后再将 LAB 转换为 LCH 空间。LCH 转回 RGB 的过程也一样，需要从 LCH 到 LAB 到 XYZ 到 RGB。

具体的转换原理及公式都在这里，就不一一介绍了，其中 RGB 与 LAB 互转的部分是翻译这一篇博客的cpp代码，LAB 与 LCH 互转的代码是翻译这里的 js 代码。好了直接来看代码吧。

三、代码

import mathdef rgb2xyz(color):r, g, b = colorx = 0.412453 * r + 0.357580 * g + 0.180423 * by = 0.212671 * r + 0.715160 * g + 0.072169 * bz = 0.019334 * r + 0.119193 * g + 0.950227 * breturn (x, y, z)def xyz2lab(color):x, y, z = colorxn = 0.950456yn = 1.0zn = 1.088754param_13 = 1.0 / 3.0param_16116 = 16.0 / 116.0x /= (255.0 * xn)y /= (255.0 * yn)z /= (255.0 * zn)if y > 0.008856:fy = y ** param_13l = 116.0 * fy - 16else:fy = 7.787 * y + param_16116l = 903.3 * yl = max(0, l)if x > 0.008856:fx = x ** param_13else:fx = 7.787 * x + param_16116if z > 0.008856:fz = z ** param_13else:fz = 7.787 * z + param_16116a = 500.0 * (fx - fy)b = 200.0 * (fy - fz)return (l, a, b)def lab2lch(color):l, a, b = colorc = math.sqrt(a ** 2 + b ** 2)h = (math.atan2(b, a) * 180 / math.pi + 360) % 360h = h * math.pi / 180return (l, c, h)def rgb2lch(color):xyz_color = rgb2xyz(color)lab_color = xyz2lab(xyz_color)lch_color = lab2lch(lab_color)return lch_color# ------------------------------------------------------
def lch2lab(color):l, c, h = color# h = h * math.pi / 180a = c * math.cos(h)b = c * math.sin(h)return (l, a, b)def xyz2rgb(color):x, y, z = colorRR = 3.240479 * x - 1.537150 * y - 0.498535 * zGG = -0.969256 * x + 1.875992 * y + 0.041556 * zBB = 0.055648 * x - 0.204043 * y + 1.057311 * zif RR < 0:RR = 0elif RR > 255:RR = 255else:RR = int(RR)if GG < 0:GG = 0elif GG > 255:GG = 255else:GG = int(GG)if BB < 0:BB = 0elif BB > 255:BB = 255else:BB = int(BB)return (RR, GG, BB)def lab2xyz(color):param_16116 = 16.0 / 116.0l, a, b = colorfy = (l + 16) / 116if fy > 0.206893:y = fy ** 3else:y = (fy - param_16116) / 7.78fx = a / 500 + fyif fx > 0.206893:x = fx ** 3else:x = (fx - param_16116) / 7.787fz = fy - b / 200if fz > 0.206893:z = fz ** 3else:z = (fz - param_16116) / 7.787x *= 0.950456 * 255.0y *= 255.0 * 1.0z *= 1.088754 * 255.0return (x, y, z)def lch2rgb(color):lab_color = lch2lab(color)xyz_color = lab2xyz(lab_color)rgb_color = xyz2rgb(xyz_color)return rgb_color

最后运行一下看看效果：

if __name__ == "__main__":rgb_color = (182, 169, 0)lch_color = rgb2lch(rgb_color)rgb_color = lch2rgb(lch_color)print(rgb_color)

得到结果：

由于转换回 RGB 时会将浮点型的值转化为整型，所以存在一点点的误差。

References：

1.http://www.brucelindbloom.com/index.html?ColorCalculator.html

2.https://github.com/gka/chroma.js

3.https://blog.csdn.net/lz0499/article/details/77345166

如有问题欢迎指正，转载请注明出处。