如何使用 objective c 绘制图像的 rgb 颜色直方图

Question

我想在 cocoa 应用程序中显示图像 RGB 颜色直方图。请建议使用 objective c 或任何可用的第三方库来实现此目的的可能方法。

Answer 1

这是个问题，因为 RGB 颜色是 3D space 所以它们的直方图会导致 4D 情节是我们没有真正理解的东西。

所以解决这个问题的方法是将 4D 图以某种方式转换为 3D 图。这可以通过按具有某种意义的事物对颜色进行排序来完成。我不会推测和描述我使用的是什么。我使用 HSV 颜色 space 并忽略 V 值。这样我丢失了很多颜色阴影信息，但它仍然足以描述我的目的的颜色。这是它的样子：

您还可以使用不同 V 的更多图来覆盖更多颜色。有关详细信息，请参阅：

无论如何，您可以使用任何梯度排序或完全由您决定的任何图形形状。

如果你想要纯 RGB 那么你可以调整它并使用 RGB 立方体表面或将其映射到球体上并忽略来自(0,0,0)（使用单位向量）像这样：

因此，如果您 R,G,B 在 <0,1> 中，则将其转换为 <-1,+1>，然后计算球坐标（忽略半径），您将得到 2 个变量而不是 3 个变量，您可以用作图（作为 2D 地球仪基准或 3D 球体 ...）。

这里是 C++ 代码如何做到这一点（由 HSV 直方图制成）：

picture pic0,pic1,pic2,zed;

const int na=360,nb=180,nb2=nb>>1; // size of histogram table
int his[na][nb];
DWORD w;

int a,b,r,g,x,y,z,l,i,n;
double aa,bb,da,db,dx,dy,dz,rr;
color c;

pic2=pic0;                      // copy input image pic0 to pic2
for (a=0;a<na;a++)              // clear histogram
 for (b=0;b<nb;b++)
  his[a][b]=0;
for (y=0;y<pic2.ys;y++)         // compute it
 for (x=0;x<pic2.xs;x++)
    {
    c=pic2.p[y][x];
    r=c.db[picture::_r]-128;
    g=c.db[picture::_g]-128;
    b=c.db[picture::_b]-128;
    l=sqrt(r*r+g*g+b*b);        // convert RGB -> spherical a,b angles
    if (!l) { a=0; b=0; }
    else{
        a=double(double(na)*acos(double(b)/double(l))/(2.0*M_PI));
        if (!r) b=0; else b=double(double(nb)*atan(double(g)/double(r))/(M_PI)); b+=nb2;
        while (a<0) a+=na; while (a>=na) a-=na;
        if (b<0) b=0; if (b>=nb) b=nb-1;
        }
    his[a][b]++;            // update color usage count ...
    }
for (n=0,a=0;a<na;a++)      // max probability
 for (b=0;b<nb;b++)
  if (n<his[a][b]) n=his[a][b];

// draw the colored RGB sphere and histogram
zed =pic1; zed .clear(9999);    // zed buffer for 3D
           pic1.clear(0);       // image of histogram
da=2.0*M_PI/double(na);
db=M_PI/double(nb);
for (aa=0.0,a=0;a<na;a++,aa+=da)
 for (bb=-M_PI,b=0;b<nb;b++,bb+=db)
    {
    // normal
    dx=cos(bb)*cos(aa);
    dy=cos(bb)*sin(aa);
    dz=sin(bb);
    // color of surface (darker)
    rr=75.0;
    c.db[picture::_r]=double(rr*dx)+128;
    c.db[picture::_g]=double(rr*dy)+128;
    c.db[picture::_b]=double(rr*dz)+128;
    c.db[picture::_a]=0;
    // histogram center
    x=pic1.xs>>1;
    y=pic1.ys>>1;
    // surface position
    rr=64.0;
    z=rr;
    x+=double(rr*dx);
    y+=double(rr*dy);
    z+=double(rr*dz);
    if (zed.p[y][x].dd>=z){ pic1.p[y][x]=c; zed.p[y][x].dd=z; }
    // ignore lines if zero color count
    if (!his[a][b]) continue;
    // color of lines (bright)
    rr=125.0;
    c.db[picture::_r]=double(rr*dx)+128;
    c.db[picture::_g]=double(rr*dy)+128;
    c.db[picture::_b]=double(rr*dz)+128;
    c.db[picture::_a]=0;
    // line length
    l=(xs*his[a][b])/(n*3);
    for (double xx=x,yy=y,zz=z;l>=0;l--)
        {
        if (zed.p[y][x].dd>=z){ pic1.p[y][x]=c; zed.p[y][x].dd=z; }
        xx+=dx; yy+=dy; zz+=dz; x=xx; y=yy; z=zz;
        if (x<0) break; if (x>=xs) break;
        if (y<0) break; if (y>=ys) break;
        }
    }

输入图像为pic0，输出图像为pic1（直方图）
pic2 是 pic0 的副本（旧代码的残余）
zed 是用于 3D 显示的 Zed 缓冲区，避免 Z 排序 ...

我使用自己的图片 class 作为图片，所以一些成员是：

xs,ys 图像大小（以像素为单位）
p[y][x].dd 是 (x,y) 位置的像素，为 32 位整数类型
clear(color) - 清除整个图像
resize(xs,ys) - 将图像调整为新分辨率

由于球体是 3D 对象，您应该为其添加旋转，以便所有表面都及时可见（或用鼠标或其他方式旋转）...

如何使用 objective c 绘制图像的 rgb 颜色直方图

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