現(xiàn)今色彩系統(tǒng)如RGB和CYMK均以文字編碼色彩，并需要大量數(shù)值來表示不同的顏色，令運算困難，兼轉(zhuǎn)換費時。最近香港城市大學（香港城大）的科研人員透過創(chuàng)建一套嶄新的色彩系統(tǒng)“C235”，為解決上述難題取得重大突破。這套C235色彩系統(tǒng)利用質(zhì)數(shù)實現(xiàn)了高效編碼和有效的色彩壓縮，可統(tǒng)一現(xiàn)有不同的色彩系統(tǒng)，于設計節(jié)能的LCD系統(tǒng)、對DNA密碼子進行生物著色等不同領(lǐng)域，均具有龐大應用潛能。
目前最常用的兩大色彩編碼系統(tǒng)，分別是RGB和CMYK。其中RGB（紅色、綠色、藍色）是包含了3×256個字母符號值的色光系統(tǒng)；CMYK（青色、洋紅、黃色、黑色）則是一種包含4×100個字母符號值的色料系統(tǒng)。其他色彩系統(tǒng)如HSV（色相、飽和度、明度）都是由RGB和CMYK衍生出來的。
盡管這些色彩系統(tǒng)被廣泛采用，但它們有不少缺點。由于它們是以英文字母來編碼色彩，因此難以明確地表達不同顏色之間的關(guān)系并進行數(shù)學運算，令不同顏色之間的轉(zhuǎn)換速度欠佳。此外，RGB系統(tǒng)中的每個R、G和B編碼為（r，g，b）都各有256個數(shù)值[0，1，2，…，255]，而CMYK系統(tǒng)中的每個C，M，Y和K也各有100個數(shù)值。故此，要在同一個色輪上分配和放置如此多的顏色和色調(diào)，變得非常困難，而且若要把部分色彩疊加混和、以產(chǎn)生所需的顏色時，這大量的色彩值會造成巨大的運算負擔，影響效率及速度。
為了克服這些問題并創(chuàng)建出更好的色彩系統(tǒng)，由香港城大校長暨大學杰出教授郭位教授領(lǐng)導的科研團隊最近基于質(zhì)數(shù)理論和“哥德巴赫猜想”，設計了一套嶄新的色彩編碼系統(tǒng)C235，為顏色編碼和把東西“著色”。
C235色彩系統(tǒng)的多層色環(huán)，顯示圖中的36種不同色彩編碼?；镜腃235色彩系統(tǒng)有36種色調(diào)/顏色，3種灰度級別，它們被分配到3個色環(huán)和12個部分。內(nèi)圈有3個灰色編碼，外邊被36種色調(diào)/色彩編碼包圍，它們分布于3層的色環(huán)之內(nèi)，分別屬于色輪外的12個部分。（圖片來源：© Li, H. et al.）
郭校長說：“我們提出的C235色彩系統(tǒng)為色彩的高效編碼和有效操作運算，提供了統(tǒng)一的表達方式。它為色彩和色光的操作，打開了更廣泛應用的大門。”
新開發(fā)的C235色彩編碼系統(tǒng)使用了數(shù)學世界首三個質(zhì)數(shù)，即2、3和5，分別代表紅、綠和藍三種基本顏色。研究人員透過乘法運算，為每種色光和色料計算出獨特的色彩編碼，令不同顏色的疊加和混合都可以做運算。
在C235色彩系統(tǒng)中，色碼<2>代表紅色，<3>代表綠色，<5>代表藍色。因此，色碼<6>=<2x3>，代表黃色（Y）（注︰如同混合紅和綠會產(chǎn)生黃色的效果）；色碼<15>=<3x5>代表青色（C），色碼<18>=<3x6>代表黃綠色（YG），色碼<45>=<3x15>則代表青綠色（CG）。C235系統(tǒng)中的每一種色彩均與相應的一個灰度級別聯(lián)系起來，以顯示有關(guān)色彩的光度或濃度。由于<30>=<2x3x5>代表白光，科研團隊使用30的不同次方（如301、302、303）表示灰度級別，而次方愈高，代表顏色愈深或愈濃。
嶄新的C235色輪統(tǒng)一了RGB、CMYK和HSV三大色彩系統(tǒng)。C235色輪經(jīng)壓縮后，能夠以少很多的原始色彩（關(guān)鍵值），去表達原有RGB、CMYK和HSV色彩系統(tǒng)全部2563種不同色彩。（圖片來源：© Li, H. et al. ）
與現(xiàn)有的RGB及CMYK相比，新開發(fā)的C235色彩系統(tǒng)具有許多優(yōu)點。首先，所有顏色都用質(zhì)數(shù)表示，因此更容易數(shù)碼化。基于質(zhì)數(shù)的特性，每種顏色僅有一個代碼，獨一無二。其次，C235色彩系統(tǒng)可以實現(xiàn)與RGB或CMYK色彩系統(tǒng)之間的快速轉(zhuǎn)換，并且可以使用“哥德巴赫猜想”把數(shù)百萬種色彩壓縮到僅是原本的1%，然后把這色彩放在同一個顏色輪上，從而大幅節(jié)省儲存空間及方便快速存取。此外，由于C235色彩系統(tǒng)中各種顏色可以輕易疊加和混合，因此運算速度變得更快。
科研團隊展示了新研發(fā)的C235色彩系統(tǒng)在未來有很多應用潛能。例如，傳統(tǒng)液晶顯示屏LCD（常用于電視、顯示器或手機屏幕）上的每個像素，需要合共24個脈沖來驅(qū)動LED發(fā)出紅、綠和藍的色光。若使用C235，所需脈沖數(shù)量僅為傳統(tǒng)液晶顯示屏的四分一，大大節(jié)省時間和電力。
C235色彩系統(tǒng)亦允許用戶可極其方便地混合色光與色彩，并促進智能照明系統(tǒng)的設計。因此，C235色彩系統(tǒng)可以廣泛應用于時裝展、畫展和商品展示，新系統(tǒng)亦可以輕易地作出調(diào)整，從而對DNA密碼子或為任何具有多種屬性的對象進行“著色”。
智能照明系統(tǒng)的設計：a）在自然光下肉眼觀察到的蘋果色彩；b）加入“控制光”照射后肉眼觀察到的蘋果色彩。（圖片來源：© Li, H. et al.）
上述研究成果已于科學期刊《Light: Science & Applications》上發(fā)表，標題為〈Unifying colours by primes〉。
同時是香港城大香港高等研究院（高等研究院）資深院士的郭位教授是有關(guān)論文的通訊作者。第一作者是香港城市大學管理科學系前教授黎漢林教授。其他合作者包括來自北卡羅來納州大學的方述誠教授以及來自國立陽明交通大學的林妙聰教授。這項研究得到了高等研究院的資助。
圖左起為黎漢林教授、郭位校長、林妙聰教授和方述誠教授；郭校長與一眾合作者研發(fā)了一套嶄新色彩系統(tǒng)C235，利用質(zhì)數(shù)統(tǒng)一現(xiàn)時不同的色彩系統(tǒng)。（圖片來源：香港城市大學）
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