如何找到 4 种互补的 24 位 RGB 颜色，没有重叠位？-解网

问：

我正在寻找四种颜色，它们具有可区分性，在某种程度上互补/视觉上吸引人，并且没有共同点。我的意思是如下：

仅考虑 u32 的前 24 位，并使用它们来表示 RGB 颜色。
以这种方式选择四种颜色。
对于以下按位属性，颜色不应具有共同的位。

例如，如果我们将这些颜色视为唯一标识符，那么我们应该能够以有趣的方式将这些颜色混合在一个无符号的 32 位整数中。表示与不同的颜色，依此类推。四种颜色中的每一种都是独一无二的，每一种可能的组合都是独一无二的。COLOR_1COLOR_1 | COLOR_2

但是，我有一个额外的约束，即这四种颜色中不能有两个位重叠。这意味着如果我们有以下 u32 ，那么以下操作应该为 true： .这相当于从整数中删除，而不会影响属于和的任何位。let mix: u32 = COLOR_1 | COLOR_2 | COLOR_3;(mix & !COLOR_1) == COLOR_2 | COLOR_3COLOR_1COLOR_2COLOR_3

我认为探索所有可能的四分体将是一个好的开始（这是四分体的图片，也由这个圆圈上的四个点表示）。但是，我不确定如何适当地探索 RGB 色彩空间以解决我的问题。

有没有办法用我正在寻找的特性来获得接近四分体的东西？或者也许还有另一种色彩理论方法？总体要求如下：

4 RGB 颜色以 u32 的低阶 24 位表示，因此没有两种颜色共享任何共同位。
接近彼此成 90 度角的四分点的颜色。这不是一个严格的要求，因为我只寻找四种颜色，这些颜色很容易与点 1 的按位属性区分开来。
亮度不是一个大问题，但颜色在黑色背景下应该是可见的。

更新：我删除了我的代码，因为它错误地寻求解决方案并分散了下面提供的出色答案的注意力。

Rust Colors 位操作 RGB 迷宫

我同意我可以选择一些满足我正在寻找的属性的部分，但我喜欢一组具有视觉吸引力/逻辑关系的 4 种颜色的想法。在这种情况下，四分体确保没有一种颜色占主导地位，并且它们相互补充得很好。我看过的一些四分体也更容易获得，因为颜色更容易区分。但是当我开始研究这个话题时，四分体只是我发现的第一件事，所以也许还有其他想法。

答：

1赞 Caesar 11/8/2023 #1

从数学上讲，这似乎出奇的棘手。我是否理解您是对的，您正在寻找 4 种颜色：

在基于字节的 RGB 中，对两种颜色进行位处理始终为 0
在 HSL 色彩空间中彼此成 90°（或 180°）角
颜色应该是彩色的/具有高色度（即 HSL 中的亮度为 0.5 和饱和度 1）

第一个是硬性要求，第二个和第三个可能没有那么多。

我不知道如何想出一套这样的颜色。你可以暴力破解它，因为“只有”~10¹⁶·⁸ 的可能性，但让我们尝试一些更有趣的东西：

您只需取 24 个 1 位并将它们随机分配给 4 种颜色中的一种，就可以随机生成一组 4 种颜色：

fn generate_candidate(&mut self) -> [u32; 4] {
    let mut rng = thread_rng();
    let mut colorbits = [0u32; 4];
    for i in 0..24 {
        *colorbits.choose_mut(&mut rng).unwrap() |= 1 << i;
    }
    colorbits
}
// Yeah, this can't generate all possible combinations, it'll never have less than 24 1-bits. I don't think having less is useful.

您还可以从现有候选者中生成新的相似候选者，方法是将一位移动到不同的颜色

fn tweak_candidate(&mut self, candidate: &[u32; 4]) -> [u32; 4] {
    let mut rng = thread_rng();
    let mut new = candidate.clone();
    let bit = rng.gen_range(0..24);
    // unset bit everywhere
    for c in &mut new {
        *c = *c & !(1 << bit);
    }
    // set bit in randomly chosen color
    *new.choose_mut(&mut rng).unwrap() |= 1 << bit;
    new
}

这足以让可能的颜色四倍的空间中行走。要想在那次行走中找到一个好的四元组，你需要定义什么是好的四元组，但你也必须对蛮力做同样的事情：

fn rank_candidate(&mut self, candidate: &[u32; 4]) -> f64 {
    let rgbs =
        candidate.map(|bits| Rgb::from(<[u8; 3]>::try_from(&bits.to_be_bytes()[1..]).unwrap()));
    let hsls = rgbs.clone().map(|rgb| Hsl::from(rgb));
    let mut hues = hsls.clone().map(|c| c.hue());
    hues.sort_by(f64::total_cmp);
    let angles: [f64; 3] = array::from_fn(|i| (hues[i + 1] - hues[i]));
    - angles.map(|a| (a - 90.).powf(2.)).into_iter().sum::<f64>() 
    - hsls
        .map(|c| (100. - c.saturation()).powf(2.) + (100. - c.lightness() * 2.).powf(2.))
        .iter()
        .sum::<f64>() * 0.1;
}

有了它，你可以应用像模拟退火这样的元启发式方法，为你找到一组漂亮的颜色。

完整代码

有趣的是，似乎有关位和角度的条件将光度限制在~0.25。

这正是我一直在寻找的，我测试了一些颜色，它们确实具有所需的属性，并且许多组合在重叠或从颜色方块中移除时看起来很棒，谢谢！你是对的，最高优先级是没有重叠的位。我只是认为四分频是一个很好的起点，因为 4 种彼此成 90 度角的颜色“通常”很容易区分。亮度限制对于我的用例来说实际上很好。随着四种颜色的更多混合，颜色以有趣的方式变亮。

上一个：在 Minikube 上部署 GitLab

下一个：Clang中没有x86 BMI指令BLSI和BLSR的内部函数？

如何找到 4 种互补的 24 位 RGB 颜色，没有重叠位？

How do I find 4 complementary 24bit RGB colors with no overlapping bits?

评论

评论