CN114928731B - 一种智能颜色交互显示方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能颜色交互显示方法和设备，属于色彩显示技术领域。本发明的方法包括：获取背景色的HSB值；根据背景色的HSB值获取前景色的规避区域和选取区域；根据前景色输出规则计算并输出前景色：将色相环上前景色色相H′的选取区域按设定的各前景色色相间隔值分为若干分段，按固定间隔在色相环上前景色选取域内按顺序在不同的分段选取前景色的色相值，并根据前景色输出总数量进行循环取色；前景色的明度和饱和度在选取区域取固定值；将获得的前景色HSB值转换为RGB值。本发明能够实现大量图形颜色的显示，解决数据类型过多时相应前景色无法显示和显示不清的问题；可以应对超多数据类型的可视化显示，提升数据监控的清晰性。

Description

一种智能颜色交互显示方法和设备

技术领域

本发明属于色彩显示技术领域，具体涉及一种智能颜色交互显示方法和设备。

背景技术

随着数据可视化、信息可视化、大屏显示等技术的发展和应用，用可视化图表、可视化图形、曲线、图标的形式显示数据的变化成为数据监视的主要手段。

在软件数据可视化中，数据类型的图形颜色一般是由设计师或开发者根据数据属性和数据数量进行手动设置的，颜色的数量往往是固定的。这也就导致当数据类型数量超过设置的阈值上限时，图形颜色就会缺失或重复，导致数据监视失去意义。

目前，针对可视化图形颜色显示的技术较少，主要有手动颜色设置和随机取色技术两种。手动设置指的是手动设置图形颜色，此类方法显示图形较少，可以满足数据类型较少的情况，一般10种数据类型以内多使用手动提前设置的方法，无法监视多数据类型；随机取色技术指在固定的背景色(一般为白色)下，颜色随机抽取，可应对数据类型多的情况。但是随机取色存在较大弊端，一是随机抽取的颜色过于随机，极易出现同类色，不易辨别，容易混淆；二是无法满足背景色切换，即当切换成不同的背景色后容易出现前景和背景色差值较小分辨不清的情况。

随着近几年数据可视化技术的广泛应用，在数据监视，图形显示和目标识别等场景中，手动设置图形前景色或随机取色的方式已经无法满足多类型数据可视化的需求；同时，随着用户对可视化产品视觉体验要求的提升，软件皮肤增多，数据的图形背景色不断变化，手动设置或随机取色的数据图形前景色无法适应多种图形背景色，而导致图形的前景色与背景色之间的色差过小，显示不清，同样无法完成数据监视。所以，面对数据类型的愈发复杂多样，一种可应对海量数据类型的图形前景色显示需求，并且可以根据背景色智能输出有效前景色的智能颜色交互显示技术成为数据监视和图形化展示的关键。

发明内容

本发明目的是提供一种智能颜色交互显示方法和设备，能够根据背景色生成相应的大量前景色，用于超多数据类型的图形可视化显示，解决数据类型过多时相应前景色无法显示和显示不清的问题，提升数据监控的清晰性，降低用户的认知负荷，从而提升多数据类型的监控效能。

具体地说，一方面本发明提供了一种智能颜色交互显示方法，包括：

获取背景色的HSB值；

根据背景色的HSB值获取前景色的规避区域和选取区域：设背景色色相为h，色相环上规避间隔为c，则前景色色相H′的规避区域为h±c，前景色色相H′的选取区域起点a₁＝h+c,终点a₂＝360°+H-c；设背景色饱和度为s，前景色饱和度S′的规避范围为(0,100)中包含背景色饱和度s的一段，前景色饱和度S′的选取范围为(0,100)中排除规避范围后的一段；设背景色明度为b，前景色明度B′的规避范围为(0,100)中包含背景色明度b的一段，前景色明度B′的选取范围为(0,100)中排除规避范围后的一段；

根据前景色输出规则计算并输出前景色：将色相环上前景色色相H′的选取区域按设定的各前景色色相间隔值分为若干分段，按固定间隔在色相环上前景色选取域内按顺序在不同的分段选取前景色的色相值，并根据前景色输出总数量进行循环取色；前景色的明度和饱和度在选取区域取固定值；

将获得的前景色HSB值转换为RGB值。

进一步的，所述将色相环上前景色色相H′的选取区域按一定间隔分为若干分段，按固定间隔在色相环上前景色选取域内按顺序在不同的分段选取前景色的色相值，并根据前景色输出总数量进行循环取色包括：

预设输出前景色总数量max，设x为输出前景色的序号，x＝0，1，2，…，max-1；输出的第x个前景色的色相值Hx′的公式为:

其中，a₁为色相环上前景色色相H′的选取区域的起点，a₂为色相环上前景色色相H′的选取区域的终点；k为设定的各前景色色相间隔值，将色相环上前景色色相H′的选取区域分割为不同的色环段，k≥0；(a₂-a₁)/k表示将色相环上前景色色相H′的选取区域按k的值进行均分所得的色环段的份数，色环段份数为整数；x％[(a₂-a₁)/k]的值为取余的值，设为m，表示该前景色色相H′所在色环段序号，则(m*k+a₁)代表该前景色色相H′所在的色环段起始值；的值为向上取整的值，表示循环圈数，k/循环圈数表示在色环段内每一循环的增加值；/>的值为向下取整的值，设为n，表示循环取色次序，n*[k/循环圈数]表示该前景色色相H′相对于所在色环段起始值的增加值。

进一步的，若所述背景色饱和度s＞50，则前景色饱和度S′规避范围为(50，100)，选取范围为(0，50)；若s＜50，则前景色饱和度S′规避范围为(0，50)，选取范围为(50，100)；若所述背景色明度b＞50，则前景色明度B′规避范围为(50，100)，选取范围为(0，50)；若b＜50，则前景色明度B′规避范围为(0，50)，选取范围为(50，100)。

进一步的，若所述背景色饱和度s＞50，则前景色饱和度S′＝s/2；若s＜50，则S′＝(s+100)/2；若s＝50，则S′＝0或S′＝100。

进一步的，若所述背景色明度b＞50，则前景色明度B′＝b/2；若b＜50，则B′＝(b+100)/2；若b＝50，则B′＝0或B′＝100。

进一步的，若所述背景色饱和度s＞50，则前景色饱和度S′＝s/2-i；若s＜50，则S′＝(s+100)/2+i；若s＝50，则S′＝0或S′＝100；其中，i为预设的饱和度变化间隔值，0≤i≤100。

进一步的，若所述背景色明度b＞50，则前景色明度B′＝b/2-u；若b＜50，则B′＝(b+100)/2+u；若b＝50，则B′＝0或B′＝100；其中，u为预设的明度固定变化间隔值，0≤u≤100。

另一方面，本发明还提供一种智能颜色交互显示设备，所述设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有实现智能颜色交互显示方法的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现上述方法的步骤。

再一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本发明的智能颜色交互显示方法和设备的有益效果如下：

本发明的智能颜色交互显示方法，以HSB色彩模式的三个属性为基础，利用二分法和循环选择技术实现颜色输出，解决了海量数据的颜色显示问题，可应多超多数据类型的颜色显示；通过对饱和度值和明度值的指定做为技术补充，增强了颜色输出的灵活性。

通过对背景色的获取和背景色色相值的范围规避，利用输出规则使输出的前景色颜色可以根据不同背景色输出前景色颜色，使前景色显示清晰，并且可以在背景色颜色变化时，根据新的背景色智能输出相应前景色，输出方式更加智能有效；解决了当前软件图形化发展和用户界面发展的使用需求。

通过色相环分段和循环间隔输出的方式，使输出的颜色具有秩序感和差异性，解决了已有技术(随机取色)中输出颜色重复、输出颜色相近的问题，有效的避免了显示不清和显示错误的发生。

通过预设前景色数量最大值的方式进行颜色输出，方式灵活，可控性强，可根据使用需求灵活变化。无需再进行人工配色，提高了使用者的工作效率和颜色输出的正确率，改善了用户使用体验。

通过颜色的自动输出，提升了具有海量类型数据行业对数据的监控效能，同时色环段的间隔输出，避免了相近色的产生，降低了用户的识别负荷。

本发明的智能颜色交互显示方法和设备，用于多数据类型的图形可视化显示，能够实现大量图形的颜色显示，解决数据类型过多时相应前景色无法显示和显示不清的问题；该技术可以应对超多数据类型的可视化显示，提升数据监控的清晰性，降低用户的认知负荷，从而提升多数据类型的监控效能。同时，新的智能颜色交互显示方法可以有效推动数据监视、元素显示、智能颜色填充、颜色显示和智能人机交互等领域的技术发展。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是本发明的颜色显示原理示意图。

图3是实施例1的输出前景色色相在色相环上位置示意图。

具体实施方式

下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本发明的方法适用于绘制软件图表、曲线、图形、图标等。本实施例以生成用于绘制软件图表曲线的前景色为例，说明智能颜色交互显示方法，如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤一：获取背景色的HSB值

获取图表的背景色，获取背景色的方式包括图像识别、函数调用、固定值输入。获取背景色后，将由其它色彩模式(例如RGB模式)表示的背景色转化为HSB模式色值，将背景颜色的HSB色值设为输入条件。例如将RGB色值(例如204,163，163)转化为HSB模式色值(例如0，20，80)。

如图2所示，HSB色彩模式中，H为色相，范围为0-360°，代表了色环中不同的颜色；S为饱和度，范围0-100，代表了从灰到鲜艳；B为明度，范围0-100，代表了从暗到明。本发明中背景色的色相值用h表示，饱和度用s表示，明度用b表示；前景色的色相用H′表示，饱和度用S′表示，明度用B′表示。

预设输出前景色总数量max，max值可根据需要呈现的数据曲线数量增加若干余量后得到，例如某行业要求呈现的数据曲线数量是3000，余量为1000，可将max设定为4000。max数值越大，输出的曲线颜色就越多。

步骤二：根据背景色的HSB值获取前景色的规避区域和选取区域

如果前景色和背景色颜色相近，容易由于色差值较小而造成显示不清晰，所以选取前景色时需要规避与背景色色相、饱和度、明度相近的颜色。规避区域越大，规避区域之外剩余的前景色选取区域离背景色越远，显示效果越好；规避区域越小，规避区域之外剩余的前景色选取区域离距离背景色过近，容易出现前景色与背景色为同类色而显示不清的情况。

设背景色色相为h，色相环上规避间隔为c，则前景色色相H′的规避区域为h±c，即(h-c，h+c)，前景色色相H′的选取区域起点a₁＝h+c,终点a₂＝360°+h-c。优选的，设置前景色色相H′的规避区域为色相环中背景色色相h的正负30度区域，即h±30°，即(h-30°，h+30°)。例如，背景色色相值h设为0°，规避区域为±30°，则前景色色相值(H′)的选取区域为(30°，330°)。

饱和度s和明度b的取值范围为(0,100)。前景色的饱和度或明度离背景色的饱和度或明度越近，越容易出现明度或饱和度相同的情况，会导致显示不清。前景色饱和度S′与明度B′需要规避临近背景色的同向值。同向指以50为界，饱和度或明度大于50为正向，小于50为反向。本发明中采用二分法对背景色的饱和度和明度进行规避。设背景色饱和度为s，前景色饱和度S′的规避范围为(0,100)中包含背景色饱和度s的一段，前景色饱和度S′的选取范围为(0,100)中排除规避范围后的一段；设背景色明度为b，前景色明度B′的规避范围为(0,100)中包含背景色明度b的一段，前景色明度B′的选取范围为(0,100)中排除规避范围后的一段。

优选的，在另一个实施例中，若背景色饱和度s＞50，则前景色饱和度S′规避范围为(50，100)，选取范围为(0，50)；若s＜50，则前景色饱和度S′规避范围为(0，50)，选取范围为(50，100)；若背景色明度b＞50，则前景色明度B′规避范围为(50，100)，选取范围为(0，50)；若b＜50，则前景色明度B′规避范围为(0，50)，选取范围为(50，100)。以饱和度s为例说明采用二分法对背景色的饱和度进行规避的方式。如果背景色的饱和度s＜50，例如为20，则前景色的饱和度(S′)值需要规避(0,50)范围内的值，即从(50，100)范围中选取；如果背景色的饱和度s大于50，例如为60，则前景色的饱和度(S′)值需要规避(50,100)范围内的值，即从(0，50)范围中选取。

步骤三：根据前景色输出规则计算并输出前景色

为了使输出的颜色有秩序感、容易区分，同时避免出现重复或相近的输出颜色，需要对前景色颜色输出设定一定的规则。本发明的前景色输出规则为：将色相环上前景色色相H′的选取区域按设定的各前景色色相间隔值分为若干分段，按固定间隔在色相环上前景色选取域内按顺序在不同的分段选取前景色的色相值，以保证输出前景色颜色的差异和变化，并根据前景色输出总数量进行循环取色；前景色的明度和饱和度在选取区域取固定值，以确保前景色与背景色间的色值差异。具体如下：

预设输出前景色总数量max，设x为输出前景色的序号，即输出的第几个前景色，x为变量，取值为从0开始的整数，即x＝0，1，2，…，max-1；输出的第x个前景色的色相值Hx′的公式为:

其中，a₁为色相环上前景色色相H′的选取区域的起点，a₂为色相环上前景色色相H′的选取区域的终点；k为设定的各前景色色相间隔值，将色相环上前景色色相H′的选取区域分割为不同的色环段。k值越小，色环段越多，输出的前景色的色相越相近，k≥0，k可根据预设的max值进行预设。(a₂-a₁)/k表示将色相环上前景色色相H′的选取区域按k的值进行均分所得的色环段的份数，色环段份数需为整数。x％[(a₂-a₁)/k]的值为取余的值，设为m，表示该前景色色相H′所在色环段序号，则(m*k+a₁)代表该前景色色相H′所在的色环段起始值。的值为向上取整的值，表示循环圈数，则k/循环圈数表示在色环段内每一循环的增加值。/>的值为向下取整的值，设为n，表示循环取色次序，即第几次循环取色，则n*[k/循环圈数]表示该前景色色相H′相对于所在色环段起始值的增加值。

Hx′是由两个值决定的，第x个前景色所在色环段的起始值和增加值。其中，第x个前景色色相H′所在色环段的起始值是上述公式里的(m*k+a₁)，第x个前景色色相H′所在色环段的增加值就是上述公式中的n*[k/[max/[(a₂-a₁)/k]]]。

下面举例说明。色相环上前景色选取区域的起点a₁、色环上前景色选取区域的终点a₁分别为30和330，各前景色色相间隔值k是100，预设的输出前景色总数量max是10，即最多输出10个前景色，则色相环上前景色色相H′的选取区域被分成了3段，x从0开始，则前景色色相H′所在的色环段序号m和循环取色次序n都是从0开始。输出的10个前景色色相H′具体参见下表，在色相环上的位置如图3所示。

在另一个实施例中，本发明的前景色明度和饱和度输出规则为输出固定的二分值。前景色饱和度值和明度值根据二分法公式计算，以确保输出颜色的明度、饱和度与背景色区分较大，显示更清晰。

设背景色饱和度为s，设前景色饱和度为S′，若s＞50，则S′＝s/2；若s＜50，则S′＝(s+100)/2；若s＝50，则S′＝0或S′＝100，取固定值。设背景色明度为b，设前景色明度为B′，若b＞50，则B′＝b/2；若b＜50，则B′＝(b+100)/2；若b＝50，则B′＝0或B′＝100，取固定值。例如，背景色的HSB值分别为s＝20，b＝8。因为s＜50，则各前景色的饱和度S′为(100+s)/2＝60；因为b＞50，则各前景色的明度B′为80/2＝40。

优选的，在另一个实施例中，如果用户对采用二分值固定输出的前景色明度和饱和度不满意，可以通过设置的饱和度变化间隔值i(0≤i≤100)或明度变化间隔值u(0≤u≤100)进行调整。

饱和度变化间隔值i值越大，则前景色与背景色的饱和度差异越大。设背景色饱和度为s，前景色饱和度为S′，若s＞50，则S′＝s/2-i；若s＜50，则S′＝(s+100)/2+i；若s＝50，则S′＝0或S′＝100，取固定值。

明度固定变化间隔值u值越大，则前景色与背景色的明度差异越大。设背景色明度为b，前景色明度为B′，若b＞50，则B′＝b/2-u；若b＜50，则B′＝(b+100)/2+u；若b＝50，则B′＝0或B′＝100，取固定值。

利用输出规则输出前景色的色相H′、饱和度S′和明度B′。最后通过将H′、S′、B′三个值结合，生成一个前景色的HSB，并根据x值的输出要求，不断计算前景色的值，直到满足预设的输出前景色总数量要求。

步骤四：将获得的前景色HSB值转换为RGB值

将获得的前景色的HSB值转化为RGB值，应用于曲线显示。

本发明的智能颜色交互显示方法和设备，用于多数据类型的图形可视化显示，能够实现大量图形颜色的显示，解决数据类型过多时相应前景色无法显示和显示不清的问题；该技术可以应对超多数据类型的可视化显示，提升数据监控的清晰性，降低用户的认知负荷，从而提升多数据类型的监控效能。同时，新的智能颜色交互显示方法可以有效推动数据监视、元素显示、智能颜色填充、颜色显示和智能人机交互等领域的技术发展。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (8)

1.一种智能颜色交互显示方法，其特征在于，包括：

获取背景色的HSB值；

根据背景色的HSB值获取前景色的规避区域和选取区域：设背景色色相为h，色相环上规避间隔为c，则前景色色相H′的规避区域为h±c，前景色色相H′的选取区域起点a₁＝h+c,终点a₂＝360°+h-c；设背景色饱和度为s，前景色饱和度S′的规避范围为(0,100)中包含背景色饱和度s的一段，前景色饱和度S′的选取范围为(0,100)中排除规避范围后的一段；设背景色明度为b，前景色明度B′的规避范围为(0,100)中包含背景色明度b的一段，前景色明度B′的选取范围为(0,100)中排除规避范围后的一段；

根据前景色输出规则计算并输出前景色：将色相环上前景色色相H′的选取区域按设定的各前景色色相间隔值分为若干分段，按固定间隔在色相环上前景色选取域内按顺序在不同的分段选取前景色的色相值，并根据前景色输出总数量进行循环取色；前景色的明度和饱和度在选取区域取固定值；

将获得的前景色HSB值转换为RGB值；

所述将色相环上前景色色相H′的选取区域按设定的各前景色色相间隔值分为若干分段，按固定间隔在色相环上前景色选取域内按顺序在不同的分段选取前景色的色相值，并根据前景色输出总数量进行循环取色包括：

预设输出前景色总数量max，设x为输出前景色的序号，x＝0，1，2，…，max-1；输出的第x个前景色的色相值Hx′的公式为:

其中，a₁为色相环上前景色色相H′的选取区域的起点，a₂为色相环上前景色色相H′的选取区域的终点；k为设定的各前景色色相间隔值，将色相环上前景色色相H′的选取区域分割为不同的色环段，k≥0；(a₂-a₁)/k表示将色相环上前景色色相H′的选取区域按k的值进行均分所得的色环段的份数，色环段份数为整数；x％[(a₂-a₁)/k]的值为取余的值，设为m，表示该前景色色相H′所在色环段序号，则(m*k+a₁)代表该前景色色相H′所在的色环段起始值；的值为向上取整的值，表示循环圈数，k/循环圈数表示在色环段内每一循环的增加值；/>的值为向下取整的值，设为n，表示循环取色次序，n*[k/循环圈数]表示该前景色色相H′相对于所在色环段起始值的增加值。

2.根据权利要求1所述的智能颜色交互显示方法，其特征在于，若所述背景色饱和度s＞50，则前景色饱和度S′规避范围为(50，100)，选取范围为(0，50)；若s＜50，则前景色饱和度S′规避范围为(0，50)，选取范围为(50，100)；若所述背景色明度b＞50，则前景色明度B′规避范围为(50，100)，选取范围为(0，50)；若b＜50，则前景色明度B′规避范围为(0，50)，选取范围为(50，100)。

3.根据权利要求1所述的智能颜色交互显示方法，其特征在于，若所述背景色饱和度s＞50，则前景色饱和度S′＝s/2；若s＜50，则S′＝(s+100)/2；若s＝50，则S′＝0或S′＝100。

4.根据权利要求1所述的智能颜色交互显示方法，其特征在于，若所述背景色明度b＞50，则前景色明度B′＝b/2；若b＜50，则B′＝(b+100)/2；若b＝50，则B′＝0或B′＝100。

5.根据权利要求1所述的智能颜色交互显示方法，其特征在于，若所述背景色饱和度s＞50，则前景色饱和度S′＝s/2-i；若s＜50，则S′＝(s+100)/2+i；若s＝50，则S′＝0或S′＝100；其中，i为预设的饱和度变化间隔值，0≤i≤100。

6.根据权利要求1所述的智能颜色交互显示方法，其特征在于，若所述背景色明度b＞50，则前景色明度B′＝b/2-u；若b＜50，则B′＝(b+100)/2+u；若b＝50，则B′＝0或B′＝100；其中，u为预设的明度固定变化间隔值，0≤u≤100。

7.一种智能颜色交互显示设备，其特征在于，所述设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有实现智能颜色交互显示方法的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现根据权利要求1-6任一所述方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述的计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-6任一所述方法的步骤。