HSV-Farbraum

Die Abkürzungen HSV, HIS oder HSB stehen für das Farbmodell, bei dem man die Farbe mit Hilfe des Farbtons (Hue), der Sättigung (Saturation) und der Helligkeit (Value, Brightness, Itensity) definiert.

Der HSV-Farbkreis
HSV-Farbraum als HSV-Farbkreis

Der Farbton wird als Winkel auf dem Farbkreis angegeben (z.B. Rot=0°, Grün=120°, Blau=240°).
Die Sättigung wird als Prozentwert angegeben (z.B. 0%=keine Farbe, 50%=ungesättigte Farbe, 100%=gesättigte Farbe).
Die Helligkeit wird als Prozentwert angegeben. (z.B. 0%=keine Helligkeit, 100%=volle Helligkeit).

Visualisierung des HSV-Models

Die Darstellung des Farbraums durch das HSV-Modell wird üblicherweise in Computerprogrammen verwendet. Um eine bestimmte Farbe mit Hilfe ihrer HSV-Parameter auszuwählen bzw. auszudrücken benutzt man den HSV-Farbkreis. Der Farbton (Hue) wird dirkekt vom Farbkreis ausgewählt, dann werden - meist von einem Dreieck, wobei die senkrechte Achse die Sättigung und die waagerechte die Helligkeit wiederspiegelt die beiden anderen Parameter gewählt.

Eine andere Methode der Veranschaulichung der HSV-Parameter ist der Kegel, ein 3dimensionaler Körper. Andere Darstellungen benutzen stattdessen einen hexagonalen Kegel. Und schließlich kann der HSV-Farbraum auch mittels eines Zylinders dargestellt werden.

HSV und Farbwahrnehmung

Künstler bevorzugen oft das HSV-Parameter gegenüber den Alternativen RGB und CMYK weil es der menschlichen Art Farben wahrzunehmen ähnelt, und es ihnen so leichter fällt die jeweils gewünschte Farbe zu komponieren. RGB und CMYK sind additive bzw. subtraktive Methoden um eine Farbe zu komponieren, während die HSV-Parameter einer zu komponierenden Farbe viel eher nachempfunden werden können: Man wählt sofort die Farbe und entscheidet dann wie gesättigt und wie hell oder dunkel diese sein soll.

Leider ist es nicht ohne weiteres möglich die HSV-Koordinaten einer Farbe in die Parameter ihres physikalischen Spektrums, wie sie z.B. in der Radiometrie gemessen werden, umzuwandeln. Aber obwohl es nicht ratsam ist HSV-Koordinaten direkt mit Parametern wie Wellenlänge und Amplitude zu vergleichen, kann man diese durchaus in pseudo-physikalische Eigenschaften umdeuten, mit Hilfe der Farbmessung.

Farbton spezifiziert die dominante Wellenlänge der Farbe, mit Ausnahme des Bereiches zwischen Rot und Indigo (240° und 360°), wo der Farbton eine Position auf der sogenannten Purpurlinie angibt.
Ist der Farbton die monochromatische, pure Spektralfarbe, so entspricht die Sättigung etwa der Verteilung der Frequenzen um die dominate Wellenlänge herum oder alternativ einer Zumischung von purem Weiß (das heißt Licht mit gleichen Anteilen aller Wellenlängen).
Die Helligkeit entspricht in etwa dem Gesamtenergieinhalt, beziehungsweise der maximalen Amplitude des Lichts. Aus den unten angegebenen Formeln kann man entnehmen, dass die Helligkeit eigentlich die Amplitude der dominanten Wellenlänge angibt.

Transformation von RGB in HSV

Hat man die (R, G, B)-Werte einer Farbe, wobei R, G, and B Werte zwischen 0,0 und 1,0 annehmen können, können die (H, S, V) Werte errechnet werden:

$H=\left\{{\begin{matrix}\left(0+{\frac {G-B}{MAX-MIN}}\right)\times 60,&{\mbox{if }}R=MAX\\\left(2+{\frac {B-R}{MAX-MIN}}\right)\times 60,&{\mbox{if }}G=MAX\\\left(4+{\frac {R-G}{MAX-MIN}}\right)\times 60,&{\mbox{if }}B=MAX\end{matrix}}\right.$

$S={\frac {MAX-MIN}{MAX}}$

$V=MAX$

Die resultierende Wert von H variiert zwischen 0.0 und 360.0, S and V zwischen 0.0 und 1.0.

Beachte, dass diese Formeln einige Eigenheiten der HSV-Werte wiederspiegeln:

Wenn MAX = MIN (S = 0), dann ist H undefiniert.

Das ist offensichtlich, wenn man die Diagramme oben betrachtet, denn wenn S = 0, dann liegt die Farbe auf der zentrale Grau-Linie, sodass der Farbton selbstverständlich ohne Bedeutung ist.

Transformation von HSV in RGB

Hat man die (H, S, V) Werte einer Farbe, wobei H Werte zwischen 0,0 und 360,0 und S und V Werte zwischen 0,0 und 1,0 annehmen, kann man die entsprechenden (R, G, B)-Werte dieser Farbe berechnen.

Ist S gleich 0.0, dann ist die resultierende Farbe Grau. In diesem Spezialfall bekommen R, G, und B einfach den Wert V. Wie oben ist H in diesem Falle irrelevant.

Ist S nicht Null, so werden die folgenden Formeln verwendet:

$H_{i}=\lfloor {H \over 60}\rfloor$