诞生背景

我们知道，计算机的根本是二进制。而二进制是整数的一种表达形式。换句话来说，计算机本质上只能储存整数。

那怎么行！只能储存整数的计算机还能玩？我们要想办法让计算机储存更多种类的数据！那么有什么办法呢？有！把所有数据都转化为整数来储存不就行了！

小数怎么保存？那我就先把小数转化为科学计数法，比如：526.41 就转换为 5.2641 x 10^2，这样我只要储存两个整数：52641 和 2 就行了。

文本怎么保存？简单！字符和数字一一对应就行了！比如规定 A 对应 65，B 对应 66，a 对应 97 等，列出一个大大的表，让世界上所有的字符都有与之对应的数字，这样就可以储存任意文本了！

但是，只保存数字和文本还是不够，我们还希望他能储存图像！

在这种背景下，就涌现出了多种将颜色转换为整数数据的转换方案，RGB 和 HSV 就是其中的两种。

十六进制

二进制是计算机的根本，但是十分不便于阅读。十进制是人们的日常生活习惯，但是用十进制无法体现计算机计数的特殊性质。因此，十六进制应运而生。

二进制的个位只有 0 和 1，十进制的个位是 0~9，而十六进制的个位不仅有 0~9，还增加了 abcdef（或 ABCDEF）六个字母，其中 a（或 A）表示 10，b（或 B）表示 11，c（或 C）表示 12，d（或 D）表示 13，e（或 E）表示 14，f（或 F）表示 15。

十六进制转换为十进制的方式就是把第 n 位乘上 16 的 n - 1 次幂再相加，如将 4dc2 转换为十进制就是 4 x 16^3 + 13 x 16^2 + 12 x 16^1 + 2 x 16^0 = 19906。

十六进制与二进制的转换十分方便，因为十六进制一位就代表了二进制的四位。例如 4dc2，只要把每一位分别转换为四位二进制：4 对应 0100，d 对应 1101，c 对应 1100，2 对应 0010，再连接起来，0100110111000010 就是 4dc2 的二进制表示方式了。

为什么更多地使用十六进制，而不是更接近十进制的八进制？这是因为，在计算机中，一比特就是一位二进制，但是内存的基本计量单位并不是比特，而是字节（等于八比特），比如一个中文字符占两个字节，一个英文字母占一个字节。两位十六进制刚好能够表示一个字节，这是八进制做不到的，因此十六进制更加适用于计算机中。

两位十六进制的最大值是 ff，即十进制的 255，这个值也是一个字节所能储存的最大数据。因此，你可以在很多地方接触到 255 这个数据（通常作为值的上限，如 ip 地址）。

RGB 颜色系统

RGB，即红（Red），绿（Green），蓝（Blue）。

红绿蓝三色是光的三原色。这三种颜色按不同比例混合，可以得到几乎所有的颜色。所以，RGB 颜色系统，实际上就是把一种颜色用红、绿、蓝三种颜色的强度来表示并且储存。

在传统的 RGB 颜色系统中，红绿蓝三种颜色通常分为 256 个强度（0~255），0 表示完全没有，255 表示最强。只要储存红绿蓝三者的强度，就可以把几乎任何一种颜色保存在计算机中（一共能储存 256 x 256 x 256 = 16777216 种颜色）。例如：

• (0, 0, 0) 表示黑色。
• (255, 255, 255) 表示白色。
• (255, 0, 0) 表示红色。
• (255, 128, 0) 表示橙色。

在很多语言中，通常都支持用十六进制来表示颜色。

如：#ff0000（或 #FF0000）代表红色，# 是十六进制说明符（大多数情况下，GML 不同，使用 $），六位十六进制数字中，前两位是 red 的值，中间两位是 green 的值，后两位是 blue 的值。ff 是 255 的十六进制，所以 #ff0000 表示 (255, 0, 0)，即红色。

在 GM 中，我们可以在图像编辑器里用 RGB 自定义颜色。（RGU 和 ESL是源自微软画图工具的说法，实际上几乎不使用这种称呼，他们等效于 RGB 和 HSL）

同样，我们也可以使用函数 make_color_rgb(red, green, blue) 来自定义颜色，它的返回值可以直接用作各个函数的颜色参数，和 GM 自带的 c_red，c_green 等效。

HSV 颜色系统

HSV 系统复杂又难理解，并非一定要掌握。

HSV，即色调（Hue，或译作色相），饱和度（Saturation），亮度（Value，或译作明度）。

色调（Hue）为角度，在 0~360 之间，常用的颜色角度如下图：

饱和度（Saturation）是指颜色的鲜艳程度，取值范围为 0~1，或者说 0%~100%，如图：

饱和度为 0 时，颜色与色调无关，只由亮度决定，亮度为 0 则是黑色，为 1 则是白色，之间则是灰色。

亮度（Value）是指颜色的明暗程度，取值范围也是 0~1，0 就是黑色，1 就是纯正的颜色。如图：

在 GM8 中的特殊性

在 GM 中，为了便于储存，将色调、饱和度、亮度的取值范围都放缩到了 0~255。

例如：

• (任意, 任意, 0) 表示黑色。
• (任意, 0, 255)表示白色。
• (0, 255, 255)表示红色。
• (42, 255, 255)表示黄色。（60 x 255 / 360 ≈ 42）

在 GM 有函数 make_color_hsv(hue, saturation, value) 根据 hsv 生成颜色。

HSL 颜色系统

HSL 颜色系统即在 HSV 的基础上，将 V 改成了 L（Lightness），当 V = 2L 时，二者等效。而当 L 大于 0.5 时，颜色会向纯白色靠近，当 L 为 1 时，无论 H 和 S 是什么值，必定是白色。

在 GM 的图像编辑器中，RGB 坐标的 ESL 实际上就是 HSL 的旧缩写。

在图像编辑器中，HSL 并不是放缩到 0~255 之间，而是 H 为 0~239，S 和 L 为 0~240，我原本以为这是 Overmars 脑子抽了，但是后来我发现 Windows 自带的画图工具也是这么放缩的。。。所以来一起大喊巨硬萨比吧。

RGBA 颜色系统与 HSVA 颜色系统

现在，我们已经能储存所有种类的颜色了，但是这还不够。有的时候，我们需要一张图片本身是半透明的，甚至这张图片各个地方的透明度还不一样，RGB 和 HSV就已经无法满足我们了。

RGBA 和 HSVA，即是在原有的基础之上，再添加了一项新的内容——透明度（Alpha）。透明度（Alpha）的取值范围为 0~1，0 表示完全透明，1 表示完全不透明，在 0~1 之间则是半透明。在 GM 中，透明度的范围也放缩到了 0~255 以便于储存（有时是 0~1）。

在 GM 的图像编辑器中，也可以自定义颜色的透明度。

后话

除了 RGB 和 HSV/HSL 之外，还有很多种颜色系统，其中常用的还有 YCbCr，CMYK，Lab，Ycc，YUV 等等，各自在合适的领域发挥自己的作用。

除了图像以外，其他类型的数据，如音频，视频，软件等，都是以整数的二进制形式储存的，他们都以各种各样的规律把自己和整数对应起来互相转换。

从数据转化到二进制储存（或其他形式，如电子脉冲）的过程叫做编码，反之叫做解码，编码和解码几乎渗透于计算机的方方面面，和计算机打交道，就不可避免需要和编码打交道。

明白了编码的意义，我们就可以去理解一些以前无法理解的东西。

比如，乱码是怎么来的？学了编码之后，我们就可以知道，原来文本都是通过编码转换为二进制储存的，但是，这种转化方式并不唯一，除了最常用的 Unicode 编码，ASCII 编码，ANSI 编码，shift-JIS 编码等也在很多地方被使用，这些编码的区别是，同一个字符对应的数字是不一样的，所以，用某一种编码方式转换为二进制的文本，被另一种编码方式解码，就会被解码成与原本完全不同的文本内容，所以就有了“乱码”的存在。