0. 前言

之前有在关注色盲视觉纠正问题，最近在调整游戏的时候就打算把这个用上。

色弱色盲，这其实算是一种误称吧，只是人类中的少数派，只不过看到的颜色和大部分人不一样。下文用，视觉少数者，来称呼吧。

本质上是因为感知颜色的细胞发生突变，感知与大部分人有差异。之前就一直在想能不能有一些方法对颜色做一些调整作为纠正。比如说红色感知弱，显示的时候把红强度提高作为弥补。但目前来说好像还没有确切的方案来执行，甚至色盲色弱的标准以及测试都不清楚，何谈纠正呢。

主要是色觉其实是比较复杂的，人有3种感光细胞用于感知光线，然后感知之后再由大脑脑补一下出画面。这其中的过程并不能够简单映射得出结果，比如同种颜色在不通颜色的比较下会感知不同。而且三种感光细胞还有一定的感光范围，和RBG这种常用的颜色空间基准还有偏差。所以这部分是比较难处理的。另外如果从小看到的火就是蓝色的，那后面蓝色这个颜色的意义也会发生改变，这个也难以统一。

1. 颜色矫正

颜色矫正是为了让颜色更好区分，并不是开了之后就会让视觉少数者感知到其他人一样的颜色。处理还是有挺多种方法的。

颜色映射，红色映射为某一种颜色，紫色映射为另一种等等，这种方法主要是映射空间难以确定，而且运行比较复杂，一般只有对图片做处理才会有这种方式。
旋转H分量，在HSV空间缩放旋转H分量的方式，这样在色环上做的处理就可以让颜色均匀，只不过旋转角度难以确定、前后颜色差异比较大。
线性变换，RGB颜色做一个线性变换，这样颜色可以做到均匀计算量也比较小。至于能否在线性空间内找到合适的方法，或者因人而异的指定参数这个还是比较难确定。

基本上目前软件上，基本都是用第三种做的矫正处理，目前window中就是用的这个，所以后续讲的也是如此，参数也是用window开纠正后的颜色，反向求解出来的，效果应该还可以。对于应用到游戏中、UnIty中，目前考虑的方法就是用写一个 颜色线性变换Shader，确定好不同的颜色纠正参数，然后在摄像机后处理的时候做统一的纠正处理。

2. 线性变换Shader

这里就简单的写一个RGB线性变换的shder，主要目的是让颜色与给定的矩阵做叉乘，如下。

Shader "MyShader/ColorTr" {Properties {[PerRendererData] _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}_UtR ("UtR",Vector)=(0.14,0.86,0,0)_UtG ("UtG",Vector)=(0.14,0.86,0,0)_UtB ("UtB",Vector)=(0,0,1,0)}SubShader {Pass {CGPROGRAM#include "UnityCG.cginc"#pragma vertex vert#pragma fragment fragsampler2D _MainTex;float4 _UtR;float4 _UtG;float4 _UtB;struct a2v {float4 vertex : POSITION;float3 normal : NORMAL;float4 texcoord : TEXCOORD0;//float3 color : COLOR0;};struct v2f {float4 pos : SV_POSITION;float3 texcoord : COLOR0;};v2f vert(a2v v) {v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.texcoord = v.texcoord;return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target {float4 color = tex2D(_MainTex, i.texcoord);color.r = mul(_UtR,color);color.g = mul(_UtG,color);color.b = mul(_UtB,color);return color;}ENDCG} }FallBack Off
}

好了，那么后面我们只需要修改_UtR 等3个矩阵点的值，就可以调整颜色线性变换的结果了。

2. 颜色纠正参数

我们先定义下颜色纠正类型，常规/红色/绿色/蓝色，

public enum ColorMappingType
{Normal,Red,Green,Blue,
}

具体的参数怎么去确定呢，参考window的颜色变换，我们只要获取到对应的颜色变换对，就可以通通过矩阵求逆的方式来得到和这个参数了，如下。color为原颜色，colorF为映射得到的函数

private double[,] GetTranslateU(double[,] color, double[,] colorF)
{double[,] colorAthwart = MatrixF.Athwart(color);return MatrixF.MultiplyMatrix(colorF, colorAthwart);
}
// 矩阵运算相关内容是参考的这里
// https://blog.csdn.net/Lynn_whu/article/details/80745634

如果不用矩阵运算也可以，假设原本的颜色为（R1,G1,B1）,变换后的颜色为(R2, G2, B2),线性变换矩阵为((a,b,c),(d,e,f),(g,h,i)}，那么这个线性变换其实就是如下的结果。3个方程式，只要找到颜色变换对，代入就可以求出这几个参数了。（不过估计还挺难算的。）

R2 = a * R1 + b * G1 + c * B1
G2 = d * R1 + e * G1 + f * B1
B2 = g * R1 + h * G1 + i * B1

那么求逆矩然后再求解之后，可得参数如下：

// 红色
new double[3,3]{{1,0,0}, {0.47,0.49,0.04}, {0.59,-0.68,1.09},
},
// 绿色
new double[3,3]{{1.22,-0.31,0.11}, {0,1,0}, {-0.18,0.17,1},
},
// 蓝色
new double[3,3]{{0.74,-0.39,0.66}, {0.08,0.59,0.33}, {0,0,1},
}

3. 摄像机后处理

场景等物体渲染后再做处理，用摄像机后处理来处理就很方便了。写个脚本控制一下

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;namespace GDT
{[RequireComponent(typeof(Camera))]public class ColorMapping : MonoBehaviour{public Material materialMapping;private double[][,] MappingUt;private Material curMaterial;private void Awake(){MappingUt = new double[3][,]{// 红色new double[3,3]{{1,0,0}, {0.47,0.49,0.04}, {0.59,-0.68,1.09},},// 绿色new double[3,3]{{1.22,-0.31,0.11}, {0,1,0}, {-0.18,0.17,1},},// 蓝色new double[3,3]{{0.74,-0.39,0.66}, {0.08,0.59,0.33}, {0,0,1},}};}public void SetMaping(ColorMappingType type){switch (type){case ColorMappingType.Normal:curMaterial = null;break;case ColorMappingType.Red:ChangeShaderColorTraU(MappingUt[0]);curMaterial = materialMapping;break;case ColorMappingType.Green:ChangeShaderColorTraU(MappingUt[1]);curMaterial = materialMapping;break;case ColorMappingType.Blue:ChangeShaderColorTraU(MappingUt[2]);curMaterial = materialMapping;break;}}private void OnRenderImage(RenderTexture source, RenderTexture destination){//https://blog.csdn.net/qq_31042143/article/details/127186310if (curMaterial){Graphics.Blit(source, destination, curMaterial);}else{Graphics.Blit(source, destination);}// R2 = a * R1 + b * G1 + c * B1// G2 = d * R1 + e * G1 + f * B1// B2 = g * R1 + h * G1 + i * B1}private void ChangeShaderColorTraU(double[,] Ut){//Debug.LogError("Ut:" + Ut);materialMapping.SetVector("_UtR", new Vector4((float)Ut[0, 0], (float)Ut[0, 1], (float)Ut[0, 2], 0));materialMapping.SetVector("_UtG", new Vector4((float)Ut[1, 0], (float)Ut[1, 1], (float)Ut[1, 2], 0));materialMapping.SetVector("_UtB", new Vector4((float)Ut[2, 0], (float)Ut[2, 1], (float)Ut[2, 2], 0));}}
}