【Openxml】颜色变化属性计算

Openxml的颜色变化属性

目前Openxml存在颜色变化属性如下：
参数说明Hue色调（色相）HueModulate色调调制，百分比HueOffset色调偏移量，角度值Saturation饱和度SaturationModulation饱和度调制，百分比SaturationOffset饱和度偏移量Luminance亮度LuminanceModulation亮度调制，百分比LuminanceOffset亮度偏移量AlphaAlphaAlphaModulationAlpha 调制，百分比AlphaOffsetAlpha 偏移量Red红色RedModulation红色调制，百分比RedOffset红色偏移量Blue蓝色BlueModification蓝色调制BlueOffse蓝色偏移量，百分比Green绿色GreenModification绿色调制，百分比GreenOffset绿色偏移量Complement补充Gamma伽玛Gray灰色Inverse反函数Inverse Gamma反函数伽玛Shade底纹，百分比Tint底纹，百分比RGB和Hsl的相互转换

其中有关RGB和Hsl的相互转换的公式如下：
RGB转Hsl公式如下：

Hsl转RGB公式如下：

其中涉及到有Hsl计算的有以下九个属性：

• Hue、HueModulate、HueOffset
  
• Saturation、SaturationModulation、SaturationOffset
  
• Luminance、LuminanceModulation、LuminanceOffset
  

那么我们开始写代码：
定义RGB的类：

1.     /// <summary>
2.     /// 用 A R G B 表示的颜色
3.     /// </summary>
4.     public class ARgbColor
5.     {
6.         /// <summary>
7.         /// 创建 A R G B 颜色
8.         /// </summary>
9.         public ARgbColor()
10.         {
11.         }
13.         /// <summary>
14.         /// 创建 A R G B 颜色
15.         /// </summary>
16.         /// <param name="a"></param>
17.         /// <param name="r"></param>
18.         /// <param name="g"></param>
19.         /// <param name="b"></param>
20.         public ARgbColor(byte a, byte r, byte g, byte b)
21.         {
22.             A = a;
23.             R = r;
24.             G = g;
25.             B = b;
26.         }
28.         /// <summary>
29.         /// 表示透明色
30.         /// </summary>
31.         public byte A { set; get; }
33.         /// <summary>
34.         /// 表示红色
35.         /// </summary>
36.         public byte R { set; get; }
38.         /// <summary>
39.         /// 表示绿色
40.         /// </summary>
41.         public byte G { set; get; }
43.         /// <summary>
44.         /// 表示蓝色
45.         /// </summary>
46.         public byte B { set; get; }
48.     }

复制代码

定义颜色变化相关类ColorTransform,并且定义RGB和Hsl的相互转换逻辑方法:

1.     /// <summary>
2.     ///     处理颜色之间的变换，调整，格式转换
3.     /// </summary>
4.     public static class ColorTransform
5.     {
7.         /// <summary>
8.         ///  将<see cref="Color" />的数据转换为Hsl
9.         /// </summary>
10.         /// <param name="color"></param>
11.         /// <returns></returns>
12.         public static (Degree hue, Percentage sat, Percentage lum, byte alpha) ColorToHsl(Color color)
13.         {
14.             var max = System.Math.Max(color.R, System.Math.Max(color.G, color.B));
15.             var min = System.Math.Min(color.R, System.Math.Min(color.G, color.B));
16.             var delta = max - min;
17.             var l = Percentage.FromDouble((max + min) / 2.0 / 255.0);
18.             var h = Degree.FromDouble(0);
19.             var s = Percentage.Zero;
21.             if (delta > 0)
22.             {
23.                 s = l < Percentage.FromDouble(0.5)
24.                     ? Percentage.FromDouble((max - min) * 1.0 / (max + min))
25.                     : Percentage.FromDouble((max - min) * 1.0 / (2 * 255 - max - min));
27.                 if (max == color.R)
28.                 {
29.                     h = Degree.FromDouble((0 + (color.G - color.B) * 1.0 / delta) * 60);
30.                 }
31.                 else if (max == color.G)
32.                 {
33.                     h = Degree.FromDouble((2 + (color.B - color.R) * 1.0 / delta) * 60);
34.                 }
35.                 else
36.                 {
37.                     h = Degree.FromDouble((4 + (color.R - color.G) * 1.0 / delta) * 60);
38.                 }
39.             }
41.             return (h, s, l, color.A);
42.         }
44.     }
46.             /// <summary>
47.         ///     将Hsl的数据转换为<see cref="Color" />
48.         /// </summary>
49.         /// <param name="hue">色相</param>
50.         /// <param name="saturation">饱和度</param>
51.         /// <param name="lightness">亮度</param>
52.         /// <param name="a">透明度</param>
53.         /// <returns></returns>
54.         public static Color HslToColor(Degree hue, Percentage saturation, Percentage lightness, byte a = 0xFF)
55.         {
56.             var color = new Color { A = a };
58.             var hueValue = hue.DoubleValue;
59.             var saturationValue = saturation.DoubleValue;
60.             var lightnessValue = lightness.DoubleValue;
62.             var c = (1 - System.Math.Abs(2 * lightnessValue - 1)) * saturationValue;
63.             var x = c * (1 - System.Math.Abs((hueValue / 60) % 2 - 1));
64.             var m = lightnessValue - c / 2;
66.             var r = 0d;
67.             var g = 0d;
68.             var b = 0d;
70.             if (hueValue is >= 0 and < 60)
71.             {
72.                 r = c;
73.                 g = x;
74.                 b = 0;
75.             }
77.             if (hueValue is >= 60 and < 120)
78.             {
79.                 r = x;
80.                 g = c;
81.                 b = 0;
82.             }
84.             if (hueValue is >= 120 and < 180)
85.             {
86.                 r = 0;
87.                 g = c;
88.                 b = x;
89.             }
91.             if (hueValue is >= 180 and < 240)
92.             {
93.                 r = 0;
94.                 g = x;
95.                 b = c;
96.             }
98.             if (hueValue is >= 240 and < 300)
99.             {
100.                 r = x;
101.                 g = 0;
102.                 b = c;
103.             }
105.             if (hueValue is >= 300 and < 360)
106.             {
107.                 r = c;
108.                 g = 0;
109.                 b = x;
110.             }
112.             color.R = (byte) ((r + m) * 255);
113.             color.G = (byte) ((g + m) * 255);
114.             color.B = (byte) ((b + m) * 255);
116.             return color;
117.         }

复制代码

然后我们来写真正处理Openxml的Hsl相关属性逻辑：

1.        /// <summary>
2.         ///     将<see cref="RgbColorModelHex" />转换为<see cref="Color" />
3.         /// </summary>
4.         /// <param name="color"></param>
5.         /// <returns></returns>
6.         public static Color? ToColor(this RgbColorModelHex color)
7.         {
8.             if (color.Val is not null)
9.             {
10.                 if (uint.TryParse(color.Val.Value, NumberStyles.HexNumber, null, out var result))
11.                 {
12.                     var solidColor = result.HexToColor();
13.                     var modifiedColor = ColorTransform.AppendColorModify(solidColor, color.ChildElements);
14.                     return modifiedColor;
15.                 }
16.             }
18.             return null;
19.         }
22.         private static Color HexToColor(this uint rgb)
23.         {
24.             var color = new Color();
25.             const int maxByte = 0xff;
27.             color.B = (byte) (rgb & maxByte);
28.             color.G = (byte) ((rgb >> 8) & maxByte);
29.             color.R = (byte) ((rgb >> 16) & maxByte);
30.             color.A = 0xFF;
32.             return color;
33.         }
35.         /// <summary>
36.         /// 给颜色叠加转换
37.         /// </summary>
38.         /// <param name="color"></param>
39.         /// <param name="list"></param>
40.         /// <returns></returns>
41.         public static Color AppendColorModify(ARgbColor color, OpenXmlElementList list)
42.         {
43.             var updatedColor = color;
44.             foreach (var element in list)
45.             {
46.                 if (element is Hue hue)
47.                 {
48.                     updatedColor = HandleHue(updatedColor, hue, null, null);
49.                     continue;
50.                 }
52.                 if (element is HueModulation hueModulation)
53.                 {
54.                     updatedColor = HandleHue(updatedColor, null, hueModulation, null);
55.                     continue;
56.                 }
58.                 if (element is HueOffset hueOffset)
59.                 {
60.                     updatedColor = HandleHue(updatedColor, null, null, hueOffset);
61.                     continue;
62.                 }
64.                 if (element is Saturation saturation)
65.                 {
66.                     updatedColor = HandleSaturation(updatedColor, saturation, null, null);
67.                     continue;
68.                 }
70.                 if (element is SaturationModulation saturationModulation)
71.                 {
72.                     updatedColor = HandleSaturation(updatedColor, null, saturationModulation, null);
73.                     continue;
74.                 }
76.                 if (element is SaturationOffset saturationOffset)
77.                 {
78.                     updatedColor = HandleSaturation(updatedColor, null, null, saturationOffset);
79.                     continue;
80.                 }
82.                 if (element is Luminance luminance)
83.                 {
84.                     updatedColor = HandleLuminance(updatedColor, luminance, null, null);
85.                     continue;
86.                 }
88.                 if (element is LuminanceModulation luminanceModulation)
89.                 {
90.                     updatedColor = HandleLuminance(updatedColor, null, luminanceModulation, null);
91.                     continue;
92.                 }
94.                 if (element is LuminanceOffset luminanceOffset)
95.                 {
96.                     updatedColor = HandleLuminance(updatedColor, null, null, luminanceOffset);
97.                     continue;
98.                 }
99.             }
102.         private static Color HandleHue(Color color, Hue? hueElement, HueModulation? hueModElement,
103.             HueOffset? hueOffsetElement)
104.         {
105.             if (hueElement is null && hueModElement is null && hueOffsetElement is null)
106.             {
107.                 return color;
108.             }
110.             var updatedColor = HandleHslCore(color, hueElement: hueElement, hueModElement: hueModElement, hueOffsetElement: hueOffsetElement);
112.             return updatedColor;
113.         }
115.         private static Color HandleSaturation(Color color, Saturation? satElement, SaturationModulation? satModElement,
116.             SaturationOffset? satOffsetElement)
117.         {
118.             if (satElement is null && satModElement is null && satOffsetElement is null)
119.             {
120.                 return color;
121.             }
123.             var updatedColor = HandleHslCore(color, satElement: satElement, satModElement: satModElement, satOffsetElement: satOffsetElement);
125.             return updatedColor;
126.         }
128.         private static Color HandleLuminance(Color color, Luminance? lumElement, LuminanceModulation? lumModElement,
129.             LuminanceOffset? lumOffsetElement)
130.         {
131.             if (lumElement is null && lumModElement is null && lumOffsetElement is null)
132.             {
133.                 return color;
134.             }
136.             var updatedColor = HandleHslCore(color, lumElement: lumElement, lumModElement: lumModElement, lumOffsetElement: lumOffsetElement);
138.             return updatedColor;
139.         }
142.         private static Color HandleHslCore(Color color,
143.             Hue? hueElement = null, HueModulation? hueModElement = null, HueOffset? hueOffsetElement = null,
144.             Saturation? satElement = null, SaturationModulation? satModElement = null, SaturationOffset? satOffsetElement = null,
145.             Luminance? lumElement = null, LuminanceModulation? lumModElement = null, LuminanceOffset? lumOffsetElement = null)
146.         {
147.             if (hueElement is null && hueModElement is null && hueOffsetElement is null
148.                 && satElement is null && satModElement is null && satOffsetElement is null
149.                 && lumElement is null && lumModElement is null && lumOffsetElement is null)
150.             {
151.                 return color;
152.             }
154.             var (hue, sat, lum, alpha) = ColorToHsl(color);
156.             var hueElementVal = hueElement?.Val;
157.             var hueValue = hueElementVal is not null ? new Angle(hueElementVal).ToDegreeValue() : hue.DoubleValue;
158.             var satElementVal = satElement?.Val;
159.             var satValue = satElementVal is not null ? new Percentage(satElementVal).DoubleValue : sat.DoubleValue;
160.             var lumElementVal = lumElement?.Val;
161.             var lumValue = lumElementVal is not null ? new Percentage(lumElementVal).DoubleValue : lum.DoubleValue;
163.             var hueModElementVal = hueModElement?.Val;
164.             var hueModValue = hueModElementVal is not null && hueModElementVal.HasValue
165.                 ? new Percentage(hueModElementVal)
166.                 : Percentage.FromDouble(1);
167.             var satModElementVal = satModElement?.Val;
168.             var satModValue = satModElementVal is not null && satModElementVal.HasValue
169.                 ? new Percentage(satModElementVal)
170.                 : Percentage.FromDouble(1);
171.             var lumModElementVal = lumModElement?.Val;
172.             var lumModValue = lumModElementVal is not null && lumModElementVal.HasValue
173.                 ? new Percentage(lumModElementVal)
174.                 : Percentage.FromDouble(1);
176.             var hueOffsetVal = hueOffsetElement?.Val;
177.             var hueOffset = hueOffsetVal is not null && hueOffsetVal.HasValue
178.                 ? new Angle(hueOffsetVal).ToDegreeValue()
179.                 : new Angle(0).ToDegreeValue();
180.             var saturationOffsetVal = satOffsetElement?.Val;
181.             var saturationOffset = saturationOffsetVal is not null && saturationOffsetVal.HasValue
182.                 ? new Percentage(saturationOffsetVal)
183.                 : Percentage.Zero;
184.             var lumOffsetElementVal = lumOffsetElement?.Val;
185.             var lumOffset = lumOffsetElementVal is not null && lumOffsetElementVal.HasValue
186.                 ? new Percentage(lumOffsetElementVal)
187.                 : Percentage.Zero;
189.             var hueResult = hueValue * hueModValue.DoubleValue + hueOffset;
190.             hue = Degree.FromDouble(hueResult);
192.             var satResult = satValue * satModValue.DoubleValue + saturationOffset.DoubleValue;
193.             sat = Percentage.FromDouble(satResult);
194.             sat = sat > Percentage.FromDouble(1) ? Percentage.FromDouble(1) : sat;
195.             sat = sat < Percentage.Zero ? Percentage.Zero : sat;
197.             var lumResult = lumValue * lumModValue.DoubleValue + lumOffset.DoubleValue;
198.             lum = Percentage.FromDouble(lumResult);
199.             lum = lum > Percentage.FromDouble(1) ? Percentage.FromDouble(1) : lum;
200.             lum = lum < Percentage.Zero ? Percentage.Zero : lum;
202.             return HslToColor(hue, sat, lum, alpha);
204.         }

复制代码

处理RGB相关属性

涉及到RGB相关的Openxml属性如下：

• 透明度：Alpha、AlphaModulation、AlphaOffset
  
• RGB的红色：Red、RedModulation、RedOffset
  
• RGB的蓝色：Blue、BlueModulation、BlueOffset
  
• RGB的绿色：Green、GreenModulation、GreenOffset
  
• RGB的反函数：Inverse
  
• RGB的补码: Complement
  
• RGB的伽玛校正和反伽玛矫正: Gamma、InverseGamma
  
• RGB的灰阶(灰度):Gray
  

处理透明度

以下为处理透明度的逻辑代码：

1.   
2.         private static Color HandleAlphaModify(Color color, Alpha? alphaElement, AlphaModulation? alphaModulation, AlphaOffset? alphaOffset)
3.         {
4.             if (alphaElement is null && alphaModulation is null && alphaOffset is null)
5.             {
6.                 return color;
7.             }
9.             var alphaValue = alphaElement?.Val;
10.             var modulationVal = alphaModulation?.Val;
11.             var offsetVal = alphaOffset?.Val;
13.             var alpha = alphaValue is not null && alphaValue.HasValue
14.                 ? new Percentage(alphaValue)
15.                 : Percentage.FromDouble(1);
17.             var mod = modulationVal is not null && modulationVal.HasValue
18.                 ? new Percentage(modulationVal)
19.                 : Percentage.FromDouble(1);
21.             var off = offsetVal is not null && offsetVal.HasValue
22.                 ? new Percentage(offsetVal)
23.                 : Percentage.Zero;
26.             var alphaResult = alpha.DoubleValue * mod.DoubleValue + off.DoubleValue;
27.             color.A = (byte) (color.A * alphaResult);
30.             return color;
31.         }        

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处理RGB的红色、蓝色、绿色

以下为处理RGB的红色、蓝色、绿色的逻辑代码：
[code]        private static Color HandleRgb(Color color, Red? redElement, Green? greenElement, Blue? blueElement)        {            if (redElement is null && greenElement is null && blueElement is null)            {                return color;            }            var updatedColor = HandleRgbCore(color, redElement: redElement, greenElement: greenElement,                blueElement: blueElement);            return updatedColor;        }        private static Color HandleRgbModulation(Color color, RedModulation? redModulationElement, GreenModulation? greenModulationElement, BlueModulation? blueModulationElement)        {            if (redModulationElement is null && greenModulationElement is null && blueModulationElement is null)            {                return color;            }            var updatedColor = HandleRgbCore(color, redModulationElement: redModulationElement,                greenModulationElement: greenModulationElement, blueModulationElement: blueModulationElement);            return updatedColor;        }        private static Color HandleRgbOffset(Color color, RedOffset? redOffsetElement, GreenOffset? greenOffsetElement, BlueOffset? blueOffsetElement)        {            if (redOffsetElement is null && blueOffsetElement is null && greenOffsetElement is null)            {                return color;            }            var updatedColor = HandleRgbCore(color, redOffsetElement: redOffsetElement,                greenOffsetElement: greenOffsetElement, blueOffsetElement: blueOffsetElement);            return updatedColor;        }         private static Color HandleRgbCore(Color color,            Red? redElement = null, Green? greenElement = null, Blue? blueElement = null,            RedModulation? redModulationElement = null, GreenModulation? greenModulationElement = null, BlueModulation? blueModulationElement = null,            RedOffset? redOffsetElement = null, GreenOffset? greenOffsetElement = null, BlueOffset? blueOffsetElement = null)        {            if (redElement is null && greenElement is null && blueElement is null                && redModulationElement is null && greenModulationElement is null && blueModulationElement is null                && redOffsetElement is null && greenOffsetElement is null && blueOffsetElement is null)            {                return color;            }            var updatedColor = color;            var redModulationValue = redModulationElement?.Val;            var redMod = redModulationValue is not null ? new Percentage(redModulationValue) : Percentage.FromDouble(1);            var greenModulationValue = greenModulationElement?.Val;            var greenMod = greenModulationValue is not null ? new Percentage(greenModulationValue) : Percentage.FromDouble(1);            var blueModulationValue = blueModulationElement?.Val;            var blueMod = blueModulationValue is not null ? new Percentage(blueModulationValue) : Percentage.FromDouble(1);            var redOffsetValue = redOffsetElement?.Val;            var redOffset = redOffsetValue is not null ? new Percentage(redOffsetValue) : Percentage.FromDouble(0);            var greenOffsetValue = greenOffsetElement?.Val;            var greenOffset = greenOffsetValue is not null ? new Percentage(greenOffsetValue) : Percentage.FromDouble(0);            var blueOffsetValue = blueOffsetElement?.Val;            var blueOffset = blueOffsetValue is not null ? new Percentage(blueOffsetValue) : Percentage.FromDouble(0);            var linearR = SRgbToLinearRgb(updatedColor.R / 255.0);            var linearG = SRgbToLinearRgb(updatedColor.G / 255.0);            var linearB = SRgbToLinearRgb(updatedColor.B / 255.0);            var redValue = redElement?.Val;            var red = redValue is not null ? new Percentage(redValue).DoubleValue : linearR;            var greenValue = greenElement?.Val;            var green = greenValue is not null ? new Percentage(greenValue).DoubleValue : linearG;            var blueValue = blueElement?.Val;            var blue = blueValue is not null ? new Percentage(blueValue).DoubleValue : linearB;            var redResult = red * redMod.DoubleValue + redOffset.DoubleValue;            var greenResult = green * greenMod.DoubleValue + greenOffset.DoubleValue;            var blueResult = blue * blueMod.DoubleValue + blueOffset.DoubleValue;            var r = redResult < 0 ? 0 : redResult > 1 ? 1 : redResult;            var g = greenResult < 0 ? 0 : greenResult > 1 ? 1 : greenResult;            var b = blueResult < 0 ? 0 : blueResult > 1 ? 1 : blueResult;            updatedColor.R = (byte) System.Math.Round(255 * LinearRgbToSRgb(r));            updatedColor.G = (byte) System.Math.Round(255 * LinearRgbToSRgb(g));            updatedColor.B = (byte) System.Math.Round(255 * LinearRgbToSRgb(b));            return updatedColor;        }        ///         /// https://en.wikipedia.org/wiki/SRGB#The_forward_transformation_.28CIE_xyY_or_CIE_XYZ_to_sRGB.29        ///         ///         ///         private static double SRgbToLinearRgb(double sRgb)        {            if (sRgb