還記得此前的“藍(lán)黑白金裙”之爭嗎？這個分歧源于我們的眼中用來分辨顏色的錐狀細(xì)胞的差異，而人機界面中“藍(lán)黑白金裙”之爭同樣存在，這是什么原因？本文為你揭秘，并從色彩角度為大家介紹人機交互界面的設(shè)計。
我們這樣看著世界
人們都知道，把大象放進(jìn)冰箱需要三步，而人眼把世界放進(jìn)大腦也可簡單分為三步：
1.眼球感應(yīng)到像（傳感器采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號）
2.轉(zhuǎn)成神經(jīng)信號傳到大腦（通過通訊系統(tǒng)將信號傳到處理器）
3.大腦處理并存放（處理器轉(zhuǎn)化成屏幕可顯示與存儲的格式）
圖1 人類視覺系統(tǒng)
所以，人眼開始看到的圖像格式由光信號轉(zhuǎn)化成了神經(jīng)中的電信號與化學(xué)信號，傳播格式已經(jīng)不同了，同樣，機器也是要轉(zhuǎn)換的。
一、大腦里的格式——RGB圖像格式
首先，屏幕是由一個個像素點組成的，里面絢麗的色彩也就只是出自像素點上紅（Red）、綠（Green）、藍(lán)（Blue）三原色而已，這種色彩的表示方法稱為RGB色彩空間表示（它也是多媒體計算機技術(shù)中用得最多的一種色彩空間表示方法），如下圖所示：
圖2 三基色圖
根據(jù)三基色原理，任意一種色光F都可以用不同分量的R、G、B三色相加混合而成。如公式1.1所示。
公式 1.1 三基色原理
白光是多種光的混合，所以當(dāng)三基色系數(shù)最大時為白色，零時為黑色，而介于兩者間的就是世間百色了。
每個像素點就像一個顏料盒，盒子越大，裝的色彩種類越多，則這個像素點能表達(dá)的色彩越豐富，而這個盒子的大小在電腦里叫做存儲空間，調(diào)色的方式則是改變?nèi)?，下面的表越往下，所需要的存儲空間越大，但每個像素點能描述的顏色越準(zhǔn)確，屏幕的畫面也就越逼真。
RGB常見的格式如表1所示，不用詳細(xì)看，留著以后查就好。
表1 RGB常見格式
二、眼球上的格式——YUV圖像格式
我們存儲的時候為了節(jié)約空間、方便打包就用了亮度信號Y和兩個色差信號R－Y（紅色－亮度，即U）、B－Y（藍(lán)色－亮度，即V）分別進(jìn)行編碼，然后發(fā)出去，到了顯示終端再轉(zhuǎn)換回RGB格式，這種色彩的表示方法就是所謂的YUV色彩空間表示。
這時候也許你會問“咦，G（綠色）哪去了”，其實兩種顏色加亮度也能通過算法大致表達(dá)出原本的顏色，所以就算是融合進(jìn)R和B里了。
與RGB視頻信號傳輸相比，YUV最大的優(yōu)點在于只需占用極少的帶寬（RGB要求三個獨立的視頻信號同時傳輸），兩種格式對帶寬的占用量噸位差異如下圖一般，RGB占用的帶寬要大得多。
圖3 RGB格式帶寬比YUV高
難道只為了省點帶寬所以我們就義無反顧選擇了YUV格式嗎？當(dāng)然不是！雖然低帶寬很關(guān)鍵，但是色彩也至關(guān)重要。
采用YUV色彩空間更重要在于它的亮度信號Y和色度信號U、V是分離的，這樣分開的好處就是不但可以避免相互干擾，還可以降低色度的采樣率而不會對圖像質(zhì)量影響太大。如果U、V為零，就沒有顏色，變成黑白電視了。當(dāng)然，Y也是一個重要參數(shù)，其實平時我們看一個顏色深淺是很不一樣的，而深淺取決于亮度Y，Y的影響如下圖示。
圖4 明度變化圖
下面先介紹一種YUV格式，大家觸類旁通。
YUV 4:2:2：
l“4”代表存放流碼中有4個Y；
l“2”表示存放流碼中有2個U色差值；
l第二個“2”表示存放流碼中有2個V色差值。
下面的四個像素為：[Y0 U0 V0] [Y1 U1 V1] [Y2 U2 V2] [Y3 U3 V3]
存放的碼流為：Y0 U0 Y1 V1 Y2 U2 Y3 V3
映射出像素點為：[Y0 U0 V1] [Y1 U0 V1] [Y2 U2 V3] [Y3 U2 V3]
圖5 YUV采樣網(wǎng)絡(luò)
上圖是YUV4:2:2的采樣網(wǎng)絡(luò)，燈光樣例（Y）用叉表示，色度樣例（U、V）則用圈表示。每個點都有叉，而圈只有一半，所以這就是為什么上面的存放流碼四個Y齊全，而U、V只有一半。
三、交互界面的開發(fā)
圖像的開發(fā)主要是為了人機交互界面的美觀度，目前人機交互界面的設(shè)計emWin與QT。使用QT/E往往需要在微控制器上運行嵌入式操作系統(tǒng)，因此對于MCU的性能有一定的要求。除此之外，若之前未接觸過QT/E，運用起來將花費一定的時間成本。相比之下，emWin更適合于快速、精簡UI的開發(fā)，但界面交互效果與美觀度較低。
圖6 emWin_Demo
ZLG致遠(yuǎn)電子歷時12年開發(fā)的下一代嵌入式開發(fā)平臺AWorks平臺，內(nèi)部集成GUI編程框架——AWUI，AWUI目前支持Qt和emWin，用Designer編輯界面，用C++開發(fā)ViewModel/Model，讓開發(fā)者無需學(xué)習(xí)Qt和emWin的API最終的應(yīng)用程序可以在Qt和emWin(要確保emWin上支持該控件)上運行。
基于AWUI，ZLG計劃年內(nèi)推出適用范圍更廣、更好用的AWTK。AWTK內(nèi)部包含豐富的GUI組件，突破性的開創(chuàng)“拖拽式”GUI編程模式，大幅提升GUI編程的高效性。搭配良好的設(shè)計架構(gòu)，兼具emWin低內(nèi)存流暢運行與Qt高質(zhì)量界面效果等特點，保證交互界面的流暢性與運行穩(wěn)定性，使嵌入式UI開發(fā)將會以組件的方式集成于AWorks平臺中，可在該平臺下快速實現(xiàn)交互界面開發(fā)。
圖7 AWUI發(fā)展計劃
圖8 AWorks中的UI框架
ZLG致遠(yuǎn)電子M1052跨界核心板支持AWorks嵌入式開發(fā)平臺，既具備MPU的強勁處理性能，又兼顧MCU微控制器的簡單易用與實時性優(yōu)勢！預(yù)裝AWorks 實時操作系統(tǒng)，面向智能硬件與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向應(yīng)用設(shè)計。
M335x-T工業(yè)核心板