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C# RGB 與 HSL 顏色空間互轉換與影像色調/飽和度/亮度調節實作

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色彩空間簡介

RGB：紅、綠、藍三原色光混合，.NET 用 Color 結構表示
HSL：色相、飽和度、亮度，更符合人類視覺直覺，適合影像調節

轉換演算法參考 Wikipedia HSL color space。

核心類別：HSLColor

功能：

RGB ↔ HSL 雙向轉換
屬性：Hue (0-360)、Saturation (0-1)、Lightness (0-1)、Alpha (0-255)
支援運算子比較、ToString() 格式化輸出

關鍵演算法片段

// RGB → HSL
double r = color.R / 255.0, g = color.G / 255.0, b = color.B / 255.0;
double min = Math.Min(Math.Min(r, g), b);
double max = Math.Max(Math.Max(r, g), b);
double delta = max - min;

_lightness = (max + min) / 2;
if (delta == 0) { _hue = 0; _saturation = 0; }
else {
    _saturation = (_lightness < 0.5) ? delta / (max + min) : delta / (2 - max - min);
    // 色相計算略...
    _hue = (int)(hueTmp * 360);
}

// HSL → RGB
if (_saturation == 0) { r = g = b = (byte)(_lightness * 255); }
else {
    double vH = _hue / 360.0;
    double v2 = (_lightness < 0.5) ? _lightness * (1 + _saturation) : _lightness + _saturation - _lightness * _saturation;
    double v1 = 2 * _lightness - v2;
    r = (byte)(255 * HueToRGB(v1, v2, vH + 1/3.0));
    g = (byte)(255 * HueToRGB(v1, v2, vH));
    b = (byte)(255 * HueToRGB(v1, v2, vH - 1/3.0));
}

應用類別：HSLModifier（影像批次調節）

繼承 FilterColorToColor，使用 unsafe 指標 直接操作像素記憶體，大幅提升處理速度。編譯需勾選「允許不安全程式碼」。

protected override unsafe void ProcessFilter(BitmapData imageData)
{
    int width = imageData.Width, height = imageData.Height;
    int stride = imageData.Stride;
    byte* ptr = (byte*)imageData.Scan0.ToPointer();
    HSLColor hsl = new HSLColor();

    for (int y = 0; y < height; y++)
    {
        byte* row = ptr + y * stride;
        for (int x = 0; x < width; x++)
        {
            // 像素順序 BGR (2,1,0)
            Color rgb = Color.FromArgb(row[2], row[1], row[0]);
            hsl.Color = rgb;

            hsl.Hue += _hue;
            hsl.Saturation += _saturation;
            hsl.Lightness += _lightness;

            rgb = hsl.Color;
            row[2] = rgb.R; row[1] = rgb.G; row[0] = rgb.B;
        }
    }
}