基于全组合算法的数字化配色方案分析

摘要：该文依据色彩构成理论，以RGB颜色模式为基础，采用全组合算法建立数字化配色方案模型，利用自由组合的方式产生主色、背景色、对比色，自动地产生与颜色主题相互协调的配色方案。进一步提高自动配色方案的实用性。

关键词：数字化配色方案；图像处理；全组合算法；对比色

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）04-0803-03

1 概述

无论是在工业染色、室内、建筑等传统设计领域还是计算机图形图像研究及其应用领域，色彩都是不可或缺的元素，要在成千上万的颜色中选择出一组符合产品特色且搭配协调的颜色组合是非常困难的。即便是视觉艺术方面的专家，选择颜色也是一件很耗时的工作。所谓配色，简单地理解就是将颜色进行合理的搭配，使其整体色调达到一种和谐的效果。所以配色是一个非常关键的环节。

下面，我们采用全组合算法建立数字化配色方案模型，依据光学配色方案，利用自由组合的方式产生主色、背景色、对比色，自动地产生一个比较完整、和谐的配色方案。

2 数字化配色方案原理

色彩模式决定了用来显示和打印图象的色彩模型。计算机对于色彩是基于光色处理，其模型一般包括RGB、HSB、CMYK和 CIELAB。目前，光学上通用的是RGB色彩坐标系，其三原色是红R，绿G、蓝B，是显示器及其他数字设备显示颜色的基础。RGB色彩模式是一种光源色的混合模型，两种不同的彩色光混合生成另一种颜色， 且色光混合的次数越多、强度越大， 得到的颜色越明亮。RGB 三种成分的取值范围是 0—255， 可以组合出1670 万种颜色。就编辑图像而言， RGB 色彩模型是最佳的色彩模型， 因为它可以提供全屏幕的 24bit的色彩范围， 即真彩色显示。

配色包括色彩配色和光学色彩配色，光学配色可应用于计算机平面设计、幻灯片制作、装饰、灯光效果等利用发光原理产生色彩相关的方面。光学配色方案包含对比色、背景色、线条、色调和文本颜色等。

本算法依据光学配色方案和色彩构成原理，以RGB颜色模式为基础，利用全组合算法建立数字化配色方案模型。首先确定配色方案的主色，然后组织与构成主色调系统相呼应的背景色，再确定少量的点缀对比色。模型中合理地把握主色调、背景色和对比色之间的相互对比关系，符合了色彩对比协调规律。

3 色彩模型分析

配色方案是以RGB格式为基础建立的色彩对比模型，有9个小的单元格组成，中间为主色，周围为背景色。

3.1主色的配色方案

采用自由组合的方式产生主色，如果以128为基值，那么共有3*3*3=27种组合。

[RGB（0，128.255）（0，128.255）（0，128.255）]

设A为三基色总数：A=3；

i为三基色的变量：i=0，1，2；

则R权值IR为A^0=1

则G权值IG为A^1=3

则B权值IB为A^2=9

N为的总数：N=A ^ i.count=27；

L为主色RGB控制变量1

对比色的生成为：

RGB（（Int（L/IR）Mod A）*基色值，（Int（L/IG）Mod A）*基色值，（Int（L/IB）Mod A）*基色值）

3.2基色值为128的对比色

当i因程序控制变量变化时，i由0到2变化，与基色值相乘得到对比色的RGB值。对比色的基色值为128，则如下表示：

3.3 背景色的配色方案

采用自由组合的方式产生背景色，即以64为基色值，共有5*5*5=125种。

[RGB（0，64. 128.192. 255）（0，64. 128.192. 255）（0，64. 128.192. 255）]

对比色的生成为：

RGB（Int（L/（A^ i.count） Mod A*基色值），Int（L/（A^ i.count） Mod A*基色值），Int（L/（A^ i.count） Mod A*基色值））

3.4基色值为64的对比色

当i.count因程序控制变量变化时，i由0到2变化，与基色值相乘得到对比色的RGB值。对比色的基色值为64，则如下表示：

4 配色方案模型

在生成配色方案中为方便制作者的查找使用，在配色方案下附加背景色及对比色的RGB值。在色彩的扩展中，采用红、绿、蓝各自同时扩展，将色彩显示在同一个平面上，每行显示绿扩展，每3个单元为一次，每行5次；蓝扩展采用列扩展，每3个单元为一次，扩展5次；红色采用跳跃扩展，红色不变绿蓝同时扩展，红色扩展后绿蓝再次扩展，配色方案的扩展算法如下：

列标=初值+扩展变量（总量）×扩展次数

行标=初值+扩展变量（总量）×扩展次数+扩展变量（总量）×扩展变量（总量）×扩展次数

行标=初值+扩展变量（总量）×扩展次数+扩展变量（总量）×扩展变量（总量）×扩展次数+扩展变量（总量）×扩展变量（总量）×扩展变量（总量）×扩展次数

假设：d为每次下移的单元个数，r为红色扩展数，b为蓝色扩展数，m为对比色扩展数，YMRow向下的偏移量，则偏移量：YMRow=d+r*Rd+b*Rd*Rr+m*Rd*Rr*Rb。

5 生成配色方案算法

6 小结

本文所提出的用全组合算法建立数字化配色方案模型自动生成协调的色彩组配及搭配方法的方案。经实践证明，利用该算法生成的配色方案非常协调和合理，能够满足用户多样化的配色需求。

参考文献：

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