C# RGB ⇔ CIEXYZ ⇔ CIELAB 相互変換

RGB⇔CIEXYZ⇔CIELABの相互変換できる構造体を作成した

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1. //RGBからL*a*b*へ  
2. CIELAB Lab = new CIELAB(Color.Blue);  
3. //L*a*b*からRGBへ  
4. Color col = Lab.ToColor();  
5. //RGBからCIEXYZへ  
6. CIEXYZ xyz = new CIEXYZ(Color.Blue);  
7. //CIEXYZからRGBへ  
8. Color col = xyz.ToColor();  
9. //L*a*b*からXYZへ  
10. CIEXYZ xyz = new CIEXYZ(Lab);  
11. //XYZからL*a*b*へ  
12. CIELAB Lab = new CIELAB(xyz);  

//RGBからL*a*b*へ
CIELAB Lab = new CIELAB(Color.Blue);
//L*a*b*からRGBへ
Color col = Lab.ToColor();
//RGBからCIEXYZへ
CIEXYZ xyz = new CIEXYZ(Color.Blue);
//CIEXYZからRGBへ
Color col = xyz.ToColor();
//L*a*b*からXYZへ
CIEXYZ xyz = new CIEXYZ(Lab);
//XYZからL*a*b*へ
CIELAB Lab = new CIELAB(xyz);

こんなかんじで。

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1. //     
2. //　CIELAB構造体     
3. // Hiroaki,Komori      
4. //     
5. using System;  
6. using System.Drawing;  
7.    
8. struct CIELAB  
9. {  
10.   private const double Xn = 0.950456;  
11.   private const double Yn = 1.0;  
12.   private const double Zn = 1.088754;  
13.    
14.   private double l;  
15.   private double a;  
16.   private double b;  
17.    
18.   public double L  
19.   {  
20.     get { return l; }  
21.     set { l = value; }  
22.   }  
23.    
24.   public double A  
25.   {  
26.     get { return a; }  
27.     set { a = value; }  
28.   }  
29.    
30.   public double B  
31.   {  
32.     get { return b; }  
33.     set { b = value; }  
34.   }  
35.    
36.    
37.   public CIELAB(Double _L, Double _A, Double _B)  
38.   {  
39.     l = _L;  
40.     a = _A;  
41.     b = _B;  
42.   }  
43.    
44.   public CIELAB(Color rgb)  
45.   {  
46.     CIELAB _lab = CIELAB.Parse(rgb);  
47.     l = _lab.L;  
48.     a = _lab.A;  
49.     b = _lab.B;  
50.   }  
51.    
52.   public CIELAB(CIEXYZ xyz)  
53.   {  
54.     CIELAB _lab = CIELAB.Parse(xyz);  
55.     l = _lab.L;  
56.     a = _lab.A;  
57.     b = _lab.B;  
58.   }  
59.    
60.   ///<summary>  
61.   /// Colorへ変換  
62.   ///</summary>  
63.   ///<param name="" hsv""="">///<returns></returns>  
64.   public Color ToColor()  
65.   {  
66.     return ToCIEXyz().ToColor();  
67.   }  
68.    
69.   ///<summary>  
70.   /// CIEXyzへ変換  
71.   ///</summary>  
72.   ///<param name="" hsv""="">///<returns></returns>  
73.   public CIEXYZ ToCIEXyz()  
74.   {  
75.     double _delta = 6.0 / 29.0;  
76.     double _fy = (l + 16.0) / 116.0;  
77.     double _fx = _fy + a / 500.0;  
78.     double _fz = _fy - b / 200.0;  
79.    
80.     double _x, _y, _z;  
81.    
82.     if (_fx > _delta)  
83.     {  
84.       _x = Xn * Math.Pow(_fx, 3);  
85.     }  
86.     else  
87.     {  
88.       _x = (_fx - 16.0 / 116.0) * 3 * Math.Pow(_delta, 2);  
89.     }  
90.    
91.     if (_fy > _delta)  
92.     {  
93.       _y = Yn * Math.Pow(_fy, 3);  
94.     }  
95.     else  
96.     {  
97.       _y = (_fy - 16.0 / 116.0) * 3 * Math.Pow(_delta, 2);  
98.     }  
99.    
100.     if (_fz > _delta)  
101.     {  
102.       _z = Zn * Math.Pow(_fz, 3);  
103.     }  
104.     else  
105.     {  
106.       _z = (_fz - 16.0 / 116.0) * 3 * Math.Pow(_delta, 2);  
107.     }  
108.    
109.     return new CIEXYZ(_x, _y, _z);  
110.   }  
111.    
112.   ///<summary>  
113.   /// CIEXYZからCIELabへ変換  
114.   ///</summary>  
115.   public static CIELAB Parse(CIEXYZ xyz)  
116.   {  
117.     double _l = 116.0 * Fxyz(xyz.Y / Yn) - 16;  
118.     double _a = 500.0 * (Fxyz(xyz.X / Xn) - Fxyz(xyz.Y / Yn));  
119.     double _b = 200.0 * (Fxyz(xyz.Y / Yn) - Fxyz(xyz.Z / Zn));  
120.    
121.     CIELAB _result = new CIELAB(_l, _a, _b);  
122.    
123.     return _result;  
124.   }  
125.    
126.   ///<summary>  
127.   /// XYZ to L*a*b* transformation function.  
128.   ///</summary>  
129.   private static double Fxyz(double t)  
130.   {  
131.     double _result;  
132.     if (t > 0.008856)  
133.     {  
134.       _result = Math.Pow(t, (1.0 / 3.0));  
135.     }  
136.     else  
137.     {  
138.       _result = 7.787 * t + 16.0 / 116.0;  
139.     }  
140.    
141.     return _result;  
142.   }  
143.    
144.   ///<summary>  
145.   /// CIEXYZからColorへ変換  
146.   ///</summary>  
147.   ///<param name="" col""="">  ///<returns></returns>  
148.   public static CIELAB Parse(Color col)  
149.   {  
150.     CIEXYZ _xyz = CIEXYZ.Parse(col);  
151.     return CIELAB.Parse(_xyz);  
152.   }  
153.    
154.   ///<summary>  
155.   ///文字列に変換  
156.   ///</summary>  
157.   ///<returns></returns>  
158.   public override string ToString()  
159.   {  
160.     string _result = string.Format("CIELab [L*={0}, a*={1}, b*={2}", l.ToString("F"), a.ToString("F"), b.ToString("F"));  
161.     return _result;  
162.   }  
163. }  
164.    
165. //     
166. //　CIEXYZ構造体     
167. // Hiroaki,Komori      
168. //     
169. struct CIEXYZ  
170. {  
171.     private double x;  
172.     private double y;  
173.     private double z;  
174.   
175.     public double X  
176.     {  
177.         get { return x; }  
178.         set { x = value; }  
179.     }  
180.   
181.     public double Y  
182.     {  
183.         get { return y; }  
184.         set { y = value; }  
185.     }  
186.   
187.     public double Z  
188.     {  
189.         get { return z; }  
190.         set { z = value; }  
191.     }  
192.   
193.   
194.     public CIEXYZ(Double _X, Double _Y, Double _Z)  
195.     {  
196.         x = _X;  
197.         y = _Y;  
198.         z = _Z;  
199.     }  
200.   
201.     public CIEXYZ(Color rgb)  
202.     {  
203.         CIEXYZ _xyz = Parse(rgb);  
204.   
205.         x = _xyz.X;  
206.         y = _xyz.Y;  
207.         z = _xyz.Z;  
208.     }  
209.   
210.     ///<summary>  
211.     /// CIELabからCIEXyzへ変換  
212.     ///</summary>  
213.     ///<param name="" lab""="">    public CIEXYZ(CIELAB Lab)  
214.     {  
215.         CIEXYZ _xyz = Lab.ToCIEXyz();  
216.         x = _xyz.X;  
217.         y = _xyz.Y;  
218.         z = _xyz.Z;  
219.     }  
220.   
221.     ///<summary>  
222.     /// ColorからXYZへ変換  
223.     ///</summary>  
224.     ///<param name="" col""="">    ///<returns></returns>  
225.     public static CIEXYZ Parse(Color col)  
226.     {  
227.         double _RLinear = col.R / 255d;  
228.         double _GLinear = col.G / 255d;  
229.         double _BLinear = col.B / 255d;  
230.   
231.         double _r, _g, _b, _x, _y, _z;  
232.   
233.         if (_RLinear > 0.04045)  
234.         {  
235.             _r = Math.Pow((_RLinear + 0.055) / (1 + 0.055), 2.2);  
236.         }  
237.         else  
238.         {  
239.             _r = (_RLinear / 12.92);  
240.         }  
241.   
242.         if (_GLinear > 0.04045)  
243.         {  
244.             _g = Math.Pow((_GLinear + 0.055) / (1 + 0.055), 2.2);  
245.         }  
246.         else  
247.         {  
248.             _g = (_GLinear / 12.92);  
249.         }  
250.   
251.         if (_BLinear > 0.04045)  
252.         {  
253.             _b = Math.Pow((_BLinear + 0.055) / (1 + 0.055), 2.2);  
254.         }  
255.         else  
256.         {  
257.             _b = (_BLinear / 12.92);  
258.         }  
259.   
260.         _x = _r * 0.4124 + _g * 0.3576 + _b * 0.1805;  
261.         _y = _r * 0.2126 + _g * 0.7152 + _b * 0.0722;  
262.         _z = _r * 0.0193 + _g * 0.1192 + _b * 0.9505;  
263.         CIEXYZ _result = new CIEXYZ(_x, _y, _z);  
264.   
265.         return _result;  
266.     }  
267.   
268.     ///<summary>  
269.     /// Colorへ変換  
270.     ///</summary>  
271.     ///<param name="" xyz""="">    ///<returns></returns>  
272.     public Color ToColor()  
273.     {  
274.         double _r = 3.240479 * x - 1.53715 * y - 0.498535 * z;  
275.         double _g = -0.969256 * x + 1.875991 * y + 0.041556 * z;  
276.         double _b = 0.055648 * x - 0.204043 * y + 1.057311 * z;  
277.   
278.         Color _result = Color.FromArgb(FromLinear(_r), FromLinear(_g), FromLinear(_b));  
279.         return _result;  
280.     }  
281.   
282.     private static int FromLinear(double v)  
283.     {  
284.         int _result;  
285.   
286.         if (v <= 0.0031308)  
287.         {  
288.             _result = (int)(Clamp(v * 12.92) * 255.0 + 0.5);  
289.         }  
290.         else  
291.         {  
292.             _result = (int)(Clamp(1.055 * Math.Pow(v, (1.0 / 2.4)) - 0.055) * 255.0 + 0.5);  
293.         }  
294.   
295.         return _result;  
296.     }  
297.   
298.     private static double Clamp(double v)  
299.     {  
300.         double _result = v;  
301.   
302.         if (v < 0.0)  
303.         {  
304.             _result = 0.0;  
305.         }  
306.         else if (v > 1.0)  
307.         {  
308.             _result = 1.0;  
309.         }  
310.   
311.         return _result;  
312.     }  
313.   
314.     public CIELAB ToCIELab()  
315.     {  
316.         CIELAB _result = new CIELAB(new CIEXYZ(x, y, z));  
317.         return _result;  
318.     }  
319.   
320.     ///<summary>  
321.     ///文字列に変換  
322.     ///</summary>  
323.     ///<returns></returns>  
324.     public override string ToString()  
325.     {  
326.         string _result = string.Format("CIEXyz [X={0}, Y={1}, Z={2}", x.ToString("F"), y.ToString("F"), z.ToString("F"));  
327.         return _result;  
328.     }  
329. }  

//   
//　CIELAB構造体   
// Hiroaki,Komori    
//   
using System;
using System.Drawing;
 
struct CIELAB
{
  private const double Xn = 0.950456;
  private const double Yn = 1.0;
  private const double Zn = 1.088754;
 
  private double l;
  private double a;
  private double b;
 
  public double L
  {
    get { return l; }
    set { l = value; }
  }
 
  public double A
  {
    get { return a; }
    set { a = value; }
  }
 
  public double B
  {
    get { return b; }
    set { b = value; }
  }
 
 
  public CIELAB(Double _L, Double _A, Double _B)
  {
    l = _L;
    a = _A;
    b = _B;
  }
 
  public CIELAB(Color rgb)
  {
    CIELAB _lab = CIELAB.Parse(rgb);
    l = _lab.L;
    a = _lab.A;
    b = _lab.B;
  }
 
  public CIELAB(CIEXYZ xyz)
  {
    CIELAB _lab = CIELAB.Parse(xyz);
    l = _lab.L;
    a = _lab.A;
    b = _lab.B;
  }
 
  ///

  /// Colorへ変換
  ///
  //////
  public Color ToColor()
  {
    return ToCIEXyz().ToColor();
  }
 
  ///

  /// CIEXyzへ変換
  ///
  //////
  public CIEXYZ ToCIEXyz()
  {
    double _delta = 6.0 / 29.0;
    double _fy = (l + 16.0) / 116.0;
    double _fx = _fy + a / 500.0;
    double _fz = _fy - b / 200.0;
 
    double _x, _y, _z;
 
    if (_fx > _delta)
    {
      _x = Xn * Math.Pow(_fx, 3);
    }
    else
    {
      _x = (_fx - 16.0 / 116.0) * 3 * Math.Pow(_delta, 2);
    }
 
    if (_fy > _delta)
    {
      _y = Yn * Math.Pow(_fy, 3);
    }
    else
    {
      _y = (_fy - 16.0 / 116.0) * 3 * Math.Pow(_delta, 2);
    }
 
    if (_fz > _delta)
    {
      _z = Zn * Math.Pow(_fz, 3);
    }
    else
    {
      _z = (_fz - 16.0 / 116.0) * 3 * Math.Pow(_delta, 2);
    }
 
    return new CIEXYZ(_x, _y, _z);
  }
 
  ///

  /// CIEXYZからCIELabへ変換
  ///
  public static CIELAB Parse(CIEXYZ xyz)
  {
    double _l = 116.0 * Fxyz(xyz.Y / Yn) - 16;
    double _a = 500.0 * (Fxyz(xyz.X / Xn) - Fxyz(xyz.Y / Yn));
    double _b = 200.0 * (Fxyz(xyz.Y / Yn) - Fxyz(xyz.Z / Zn));
 
    CIELAB _result = new CIELAB(_l, _a, _b);
 
    return _result;
  }
 
  ///

  /// XYZ to L*a*b* transformation function.
  ///
  private static double Fxyz(double t)
  {
    double _result;
    if (t > 0.008856)
    {
      _result = Math.Pow(t, (1.0 / 3.0));
    }
    else
    {
      _result = 7.787 * t + 16.0 / 116.0;
    }
 
    return _result;
  }
 
  ///

  /// CIEXYZからColorへ変換
  ///
  ///  ///
  public static CIELAB Parse(Color col)
  {
    CIEXYZ _xyz = CIEXYZ.Parse(col);
    return CIELAB.Parse(_xyz);
  }
 
  ///

  ///文字列に変換
  ///
  ///
  public override string ToString()
  {
    string _result = string.Format("CIELab [L*={0}, a*={1}, b*={2}", l.ToString("F"), a.ToString("F"), b.ToString("F"));
    return _result;
  }
}
 
//   
//　CIEXYZ構造体   
// Hiroaki,Komori    
//   
struct CIEXYZ
{
    private double x;
    private double y;
    private double z;

    public double X
    {
        get { return x; }
        set { x = value; }
    }

    public double Y
    {
        get { return y; }
        set { y = value; }
    }

    public double Z
    {
        get { return z; }
        set { z = value; }
    }


    public CIEXYZ(Double _X, Double _Y, Double _Z)
    {
        x = _X;
        y = _Y;
        z = _Z;
    }

    public CIEXYZ(Color rgb)
    {
        CIEXYZ _xyz = Parse(rgb);

        x = _xyz.X;
        y = _xyz.Y;
        z = _xyz.Z;
    }

    ///

    /// CIELabからCIEXyzへ変換
    ///
    ///    public CIEXYZ(CIELAB Lab)
    {
        CIEXYZ _xyz = Lab.ToCIEXyz();
        x = _xyz.X;
        y = _xyz.Y;
        z = _xyz.Z;
    }

    ///

    /// ColorからXYZへ変換
    ///
    ///    ///
    public static CIEXYZ Parse(Color col)
    {
        double _RLinear = col.R / 255d;
        double _GLinear = col.G / 255d;
        double _BLinear = col.B / 255d;

        double _r, _g, _b, _x, _y, _z;

        if (_RLinear > 0.04045)
        {
            _r = Math.Pow((_RLinear + 0.055) / (1 + 0.055), 2.2);
        }
        else
        {
            _r = (_RLinear / 12.92);
        }

        if (_GLinear > 0.04045)
        {
            _g = Math.Pow((_GLinear + 0.055) / (1 + 0.055), 2.2);
        }
        else
        {
            _g = (_GLinear / 12.92);
        }

        if (_BLinear > 0.04045)
        {
            _b = Math.Pow((_BLinear + 0.055) / (1 + 0.055), 2.2);
        }
        else
        {
            _b = (_BLinear / 12.92);
        }

        _x = _r * 0.4124 + _g * 0.3576 + _b * 0.1805;
        _y = _r * 0.2126 + _g * 0.7152 + _b * 0.0722;
        _z = _r * 0.0193 + _g * 0.1192 + _b * 0.9505;
        CIEXYZ _result = new CIEXYZ(_x, _y, _z);

        return _result;
    }

    ///

    /// Colorへ変換
    ///
    ///    ///
    public Color ToColor()
    {
        double _r = 3.240479 * x - 1.53715 * y - 0.498535 * z;
        double _g = -0.969256 * x + 1.875991 * y + 0.041556 * z;
        double _b = 0.055648 * x - 0.204043 * y + 1.057311 * z;

        Color _result = Color.FromArgb(FromLinear(_r), FromLinear(_g), FromLinear(_b));
        return _result;
    }

    private static int FromLinear(double v)
    {
        int _result;

        if (v <= 0.0031308)
        {
            _result = (int)(Clamp(v * 12.92) * 255.0 + 0.5);
        }
        else
        {
            _result = (int)(Clamp(1.055 * Math.Pow(v, (1.0 / 2.4)) - 0.055) * 255.0 + 0.5);
        }

        return _result;
    }

    private static double Clamp(double v)
    {
        double _result = v;

        if (v < 0.0)
        {
            _result = 0.0;
        }
        else if (v > 1.0)
        {
            _result = 1.0;
        }

        return _result;
    }

    public CIELAB ToCIELab()
    {
        CIELAB _result = new CIELAB(new CIEXYZ(x, y, z));
        return _result;
    }

    ///

    ///文字列に変換
    ///
    ///
    public override string ToString()
    {
        string _result = string.Format("CIEXyz [X={0}, Y={1}, Z={2}", x.ToString("F"), y.ToString("F"), z.ToString("F"));
        return _result;
    }
}