这种RGB到XYZ色彩空间转换算法有什么问题？

Question

我的目标是将RGB像素转换为CIELab色彩空间,以便在CIELab中进行一些特殊的计算.为此,我必须首先将RGB转换为XYZ,这是非常困难的部分.

我试图在Objective-C中实现这个算法(虽然大多使用普通的C),但结果是错误的.

我的代码基于easyrgb.com提供的伪实现.他们有一个在线颜色转换器,效果很好.他们说他们的伪代码与他们的转换器中使用的伪代码相同.

这是他们的伪代码:

var_R = ( R / 255 )        //R from 0 to 255
var_G = ( G / 255 )        //G from 0 to 255
var_B = ( B / 255 )        //B from 0 to 255

if ( var_R > 0.04045 ) var_R = ( ( var_R + 0.055 ) / 1.055 ) ^ 2.4
else                   var_R = var_R / 12.92
if ( var_G > 0.04045 ) var_G = ( ( var_G + 0.055 ) / 1.055 ) ^ 2.4
else                   var_G = var_G / 12.92
if ( var_B > 0.04045 ) var_B = ( ( var_B + 0.055 ) / 1.055 ) ^ 2.4
else                   var_B = var_B / 12.92

var_R = var_R * 100
var_G = var_G * 100
var_B = var_B * 100

//Observer. = 2°, Illuminant = D65
X = var_R * 0.4124 + var_G * 0.3576 + var_B * 0.1805
Y = var_R * 0.2126 + var_G * 0.7152 + var_B * 0.0722
Z = var_R * 0.0193 + var_G * 0.1192 + var_B * 0.9505

这是我尝试在Objective-C/C中实现它:

void convertRGBtoXYZ(NSInteger * inR, NSInteger * inG, NSInteger * inB, CGFloat * outX, CGFloat * outY, CGFloat * outZ) {
    // http://www.easyrgb.com/index.php?X=MATH&H=02#text2

    CGFloat var_R = (*inR / 255); //R from 0 to 255
    CGFloat var_G = (*inG / 255); //G from 0 to 255
    CGFloat var_B = (*inB / 255); //B from 0 to 255

    if (var_R > 0.04045f) {
        var_R = powf(( (var_R + 0.055f) / 1.055f), 2.4f);
    } else {
        var_R = var_R / 12.92f;
    }

    if (var_G > 0.04045) {
        var_G = powf(( (var_G + 0.055f) / 1.055f), 2.4f);
    } else {
        var_G = var_G / 12.92f;
    }

    if (var_B > 0.04045f) {
        var_B = powf(( (var_B + 0.055f) / 1.055f), 2.4f);
    } else {
        var_B = var_B / 12.92f;
    }

    var_R = var_R * 100;
    var_G = var_G * 100;
    var_B = var_B * 100;

    //Observer. = 2°, Illuminant = D65
    *outX = var_R * 0.4124f + var_G * 0.3576f + var_B * 0.1805f;
    *outY = var_R * 0.2126f + var_G * 0.7152f + var_B * 0.0722f;
    *outZ = var_R * 0.0193f + var_G * 0.1192f + var_B * 0.9505f;
}

但是,我没有得到与其工具相同的结果(具有相同的Observer和Illuminant设置).

在我的测试中,我将这些值输入到他们的工具中,得到了XYZ的结果,这与我的实现为RGB值产生的结果相差甚远.请看截图:

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生成的Lab颜色值与Photoshop告诉我的非常接近,因此转换器效果很好.

上面的C代码给了我这个结果:

X = 35.76... // should be 42.282
Y = 71.52... // should be 74.129
Z = 11.92... // should be 46.262

知道这次失败的原因是什么？我在实现中做错了,还是需要其他常量？

如果您知道一些经过测试的RGB到XYZ,XYZ到CIELab或RGB到CIELab,XYZ到Lab或RGB到Lab的实现,请不要犹豫,在这里发布它们.

基本上,我想要做的就是计算两种颜色之间的偏差,也称为Delta-E.这就是我需要从RGB转换为XYZ到Lab(或CIELab)的原因......

Answer 1

我相信这是你的问题,这是截断为一个整数:

CGFloat var_R = (*inR / 255); //R from 0 to 255
CGFloat var_G = (*inG / 255); //G from 0 to 255
CGFloat var_B = (*inB / 255); //B from 0 to 255

试试这个:

CGFloat var_R = (*inR / 255.0f); //R from 0 to 255
CGFloat var_G = (*inG / 255.0f); //G from 0 to 255
CGFloat var_B = (*inB / 255.0f); //B from 0 to 255

我还没有检查其余的代码是否存在其他问题.

Answer 2

*inR/255是整数除法.1/255为零.写*inR/255.0而不是.