RGB-Werte in HSV umrechnen

RGB beschreibt eine Farbe über die Menge an rotem, grünem und blauem Licht, die der Bildschirm an einer Stelle abgibt. HSV beschreibt dieselbe Farbe über drei Merkmale, die man sich leichter vorstellen kann: den Farbton (H) als Winkel auf dem Farbkreis mit 0° für Rot, 120° für Grün und 240° für Blau, die Sättigung (S) und den Hellwert (V)[1].

Das Modell hat Alvy Ray Smith 1978 beschrieben. Er wollte, dass man Bildschirmfarben so wählt, wie ein Maler Farben mischt: Man nimmt einen reinen Farbton und hellt ihn mit Weiß auf oder dunkelt ihn mit Schwarz ab. In seinem Modell bedeutet weniger Sättigung mehr Weiß und ein niedrigerer Hellwert mehr Schwarz[2].

Dasselbe Modell heißt oft auch HSB, mit B für brightness[3]. Unter diesem Namen steht es im Farbwähler von Photoshop, und das Feld B heißt dort Helligkeit[4]. Vorsicht bei diesem Wort: Die deutsche Wikipedia nennt so auch das L aus HSL, eine andere Größe[1]. Die RGB-Kanäle, von denen Sie ausgehen, schreibt der RGB-in-HEX-Umrechner auch als Hexadezimalcode.

Liegt Ihre Farbe in einer anderen Schreibweise vor, etwa als OKLCH, Lab oder Android-Code, zeigt der Farbumrechner sie gleichzeitig in allen Schreibweisen.

Teilen Sie jeden Kanal durch 255. Der Hellwert V ist das größte der drei Ergebnisse. Die Sättigung S ist der Abstand zwischen dem größten und dem kleinsten Wert, geteilt durch den größten. Der Farbton H hängt davon ab, welcher Kanal am stärksten ist[5].

Formel: V = max, S = (max − min) ÷ max, und wenn Blau der stärkste Kanal ist, H = 240° + 60° × (R − G) ÷ (max − min). Ist Rot am stärksten, zählt der Farbton ab 0°, bei Grün ab 120°[5].

Nehmen wir rgb(59, 130, 246). Durch 255 geteilt, haben die Kanäle die Werte 0,231, 0,510 und 0,965. Blau ist am höchsten, also beträgt der Hellwert 96,5 %. Der Abstand zwischen höchstem und niedrigstem Wert ist 0,733, und 0,733 ÷ 0,965 ergibt eine Sättigung von 76 %.

Der Farbton ist 240° + 60° × (0,231 − 0,510) ÷ 0,733, also 240° − 22,8° = 217,2°. Die ganze Farbe lautet hsv(217.2, 76%, 96.5%). Sind alle drei Kanäle gleich, ist die Farbe grau, die Sättigung beträgt 0 und der Farbton spielt keine Rolle[2]. Der Umrechner setzt dann 0 ein.

Meist, weil OpenCV ein Bild mit den Kanälen in der Reihenfolge Blau, Grün, Rot einliest[9]. Ein Bild aus cv2.imread rechnen Sie deshalb mit cv2.COLOR_BGR2HSV um, nicht mit COLOR_RGB2HSV. Die Verwechslung ändert nur den Farbton: Dieselben drei Bytes 59, 130, 246 ergeben als BGR gelesen in OpenCV den Farbton 11 statt 109, also Orange statt Blau.

Die zweite Falle ist Rot. Es liegt an beiden Enden der Farbtonskala, deshalb hat reines Rot in OpenCV den Farbton 0, während rgb(225, 0, 15), ein Rot mit einem Hauch Blau, schon bei 178 liegt. Ein Bereich, mit dem Sie rote Pixel auswählen, muss darum beide Enden der Skala abdecken.