對(duì)比色配色方案數(shù)字化生成技術(shù)的研究

引言

所謂配色，就是色彩按照形式美的法則搭配，達(dá)到一種 和諧一體的效果。在實(shí)際應(yīng)用中，色彩是通過人的印象或者 聯(lián)想來產(chǎn)生心理上的影響，通過簡(jiǎn)單的色譜很難實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn), 這些藝術(shù)通感形成的多種多樣的法則如對(duì)稱、均衡、節(jié)奏、 韻律、對(duì)比、比例、主從、尺度、明暗、虛實(shí)、多樣統(tǒng)一等。 而配色的作用就這在這些法則的指導(dǎo)下，通過特定環(huán)境和方 式的展示來滿足人們各方面的要求叫

配色主要有兩種方式，一是直接通過固定色彩的對(duì)比達(dá) 到配色的效果；另一種是通過色彩的變換給人以心理層面感 觀傳達(dá)，從而達(dá)到配色的效果。各種配色方案的組合是無窮的, 不可能全部羅列

本文通過計(jì)算機(jī)光學(xué)原理進(jìn)行分析，針對(duì)對(duì)比色的配色 方案的生成技術(shù)進(jìn)行研究，利用RGB色彩的數(shù)字化變換、全 組合編碼算法等技術(shù)在九宮格中實(shí)現(xiàn)對(duì)比色無限組合的有限 自動(dòng)生成方案。

1數(shù)字化配色方案原理

光學(xué)三原色是由紅、綠、藍(lán)組成，顏料三原色由紅、黃、 藍(lán)組成，由于計(jì)算機(jī)對(duì)于色彩是基于色光處理，而其色彩模 式有RGB、CMYK、LAB、HSB等。本文以RGB顏色模式 為例，利用全組合編碼算法建立數(shù)字化配色方案模型，實(shí)現(xiàn) 對(duì)比色配色方案的自動(dòng)生成叫

2色彩模型分析

2.1對(duì)比色基本圖譜

對(duì)比色配色方案基本圖譜一般是“回”字形，用數(shù)字化定義可釆用九宮格來實(shí)現(xiàn)。主色在九宮格中央，背景色分布在 周圍，在視覺上形成“回”字形圖譜叫 為研究方便，在圖譜 的下面6個(gè)單元格分別標(biāo)注主色和背景色的數(shù)值，如圖1所示:

2.2  配色方案基值

如果按照等差數(shù)列的方式生成配色方案，則需要分析 RGB的數(shù)值范圍：

R : [0，255] G : [0，255] B : [0，255]

24位RGB顏色發(fā)色數(shù)是1 677萬多色，其中R、G、B 的數(shù)值都在0~255之間，通過R、G、B的等差增長(zhǎng)來實(shí)現(xiàn)全 組合配色方案。若選用128做為公差，那么R、G、B分別可 以選擇0、128、255三種數(shù)值，其單色全組合需要27種。因 為對(duì)比色是由主色和原色構(gòu)成，那么配色方案需要27*27=729 種?？梢赃@樣定義：

設(shè)公差為c,分段數(shù)為int（255/c）,必須包括首尾0和 255，則增量 n為 int （255/c+2）；

主色（或原色）總數(shù)S為：=3Aint （255/c+2）；

對(duì)比色配色方案數(shù) N= S* S=3人（int （255/c+2） +int （255/ c+2））；

根據(jù)全組合編碼算法，R/G/B的計(jì)算為：（4b Mod 3） *c

主色（或原色）的數(shù)值為:RGB（（』r Mod 3） *c,（』g Mod 3） *c，（』B Mod 3） *c）

但是公差不一定是255的約數(shù)，尤其是以二進(jìn)制為基礎(chǔ) 的計(jì)算機(jī)中，如32、64、128都是以2為底的n次方的數(shù)值， 這些數(shù)值一般很容易做為公差，這樣增量的計(jì)算以及Jr/g/b要均勻的分布時(shí)，存在誤差修正的問題。

2.3公差為128時(shí)的誤差修正

當(dāng)128做為公差時(shí)，按照上述要求在等差數(shù)列中必須包 括。和255,根據(jù)公式計(jì)算4/g/b=仞28。0為初值，n為0?2,

計(jì)算結(jié)果如下：

0*128 = 0 ； 1*128 = 128 ； 2*128 = 256。

計(jì)算結(jié)果0, 128, 256為等差數(shù)列，但是顯然256溢出。

如果對(duì)公式進(jìn)行修正4/gb =n*128 - 1，4/g/b計(jì)算結(jié)果如 下:

0*128 — 1 =- 1 ； 1*128 — 1 = 127 ； 2*128 — 1 = 255。

計(jì)算結(jié)果一1，127, 255為等差數(shù)列，雖然255在數(shù)值 范圍內(nèi)，但是顯然一1溢出了。

所以需要引入誤差修正及特殊處理方能達(dá)到效果：公差 c增加一0.5的誤差修正，利用Round函數(shù)進(jìn)行四舍五入，則 *g歸=Round (n*(128 - 0.5) +0),計(jì)算結(jié)果如下：

Round (0*( 128 - 0.5) +0) = 0 ；

Round (1* (128 - 0.5) +0) = 128 ；

Round(2*(128 - 0.5) +0)= 255

計(jì)算結(jié)果為0, 128, 255均在RGB數(shù)值范圍內(nèi)。

2.4公差為64時(shí)的誤差修正

同理，公差為64時(shí)，公差c增加一0.16的誤差修正, 整體增加0.13,利用Round函數(shù)進(jìn)行四舍五入，則4^歸= Round (n* (64 - 0.16) +0.13),計(jì)算結(jié)果如下：

Round (0*(64 - 0.16) + 0.13) = 0 ；

Round (1*(64 - 0.16) + 0.13) = 64 ；

Round (2* (64 - 0.16) + 0.13) = 128 ；

Round (3* (64 - 0.16) + 0.13) = 192 ；

Round (4* (64 - 0.16) + 0.13) = 255 ；

計(jì)算結(jié)果0, 64, 128, 192, 255均在RGB數(shù)值范圍內(nèi)。

3全組合編碼公式在配色方案中的應(yīng)用

為研究方便，在圖譜的下面單元格中分別標(biāo)注主色和背 景色的RGB數(shù)值。主色和背景色都對(duì)應(yīng)了 RGB三個(gè)顏色, 每個(gè)顏色都要按照公差進(jìn)行擴(kuò)展，當(dāng)分段數(shù)增量為n時(shí)，6個(gè) 數(shù)值都要擴(kuò)展n次，也就是6個(gè)數(shù)值都有n個(gè)選擇，按照排 列組合來說，配色方案共有nM種情況叫 配色方案的擴(kuò)展算 法如下：

Ar= R增+ Round (n* (c+誤差修正)+總修正)

Jg= G 增+Roun(n* (c+ 誤差修正)+總修 正) + Round (n* (c+誤差修正)+總修正)*255

Ab= B增+Roundn* (c+ 誤差修正)+ 總修正)+ Round (n* (c+誤差修正)+總修正)*255 + Round (n*(c+誤差修正)+ 總修正) *255*255

計(jì)算色彩總偏移量按照上面的算法可以得到當(dāng)前顏色 氐GB :

YrGB= AR©B+AR*Rd+AG*Rd*Rr+AB*Rd*Rr*Rb

4配色方案自動(dòng)生成算法

4.1數(shù)據(jù)定義

Dim A_T As Double

Dim S_Code1 As Double

Dim S_Code2 As Double

Dim A1_T As Double

Dim A2_T As Double

按照對(duì)比色基本圖譜數(shù)字化模型進(jìn)行定義，根據(jù)公差64 對(duì)RGB進(jìn)行擴(kuò)展，如圖2所示。

4.2 配色方案生成算法

A_T = (2 八(Int (Text6.Text) - 1)) * (8 八(Int (Text5.Text) - 1))

* (4096 八(Int ( Text7.Text) - 1))

S_Code1 = S_Code - Int ( S_Code / (2 八27)) * (2 八27)

S_Code2 = Int ( S_Code / (2 八27))

A1_T = A_T - Int ( A_T / (2 八27)) * (2 八27)

A2_T = Int ( A_T / (2 八27))

c = (A1_T And S_Code1)

If (A1_T And S_Code1) = A1_T Then

Text8.Text = 1

Else

Text8.Text = 0

End If

If A2_T And S_Code2) = A2_T Then

Text9.Text = 1

Else

Text9.Text = 0

End If

If( Int( Text8.Text) And Int( Text9.Text)) Then

Text4.Text = A_T & "0"

Else

Text4.Text = A_T & "255"

End If

5計(jì)算結(jié)果

按照生成算法執(zhí)行后，可自動(dòng)得到對(duì)比色配色方案結(jié)果共 3 375個(gè)結(jié)果，中間結(jié)果省略)。

6結(jié)語(yǔ)

通過分析數(shù)字色光的特性，利用數(shù)字化技術(shù)和全組合編 碼算法完成了以RGB顏色模式為基礎(chǔ)的對(duì)比色配色方案，配 色方案以“回”字形為基本圖譜，按照九宮格形式完成了無限 組合配色方案的有限生成方案。算法優(yōu)化、高效，同時(shí)數(shù)值 清晰，適合網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)，甚至在服裝搭配、 家居設(shè)計(jì)和家具搭配等方面都具有應(yīng)用價(jià)值。

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