城大學者運用質數統一色彩系統 令光與色共舞
現今色彩系統如RGB和CYMK均以文字編碼色彩，並需要大量數值來表示不同的顏色，令運算困難，兼轉換費時。最近香港城市大學（城大）的科研人員透過創建一套嶄新的色彩系統「C235」，為解決上述難題取得重大突破。這套C235色彩系統利用質數實現了高效編碼和有效的色彩壓縮，可統一現有不同的色彩系統，於設計節能的LCD系統、對DNA密碼子進行生物着色等不同領域，均具有龐大應用潛能。
目前最常用的兩大色彩編碼系統，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；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。其他色彩系統如HSV（色相、飽和度、明度）都是由RGB和CMYK衍生出來的。
儘管這些色彩系統被廣泛採用，但它們有不少缺點。由於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係並進行數學運算，令不同顏色之間的轉換速度欠佳。此外，RGB系統中的每個R、G和B編碼為（r，g，b）都各有256個數值[0，1，2，…，255]，而CMYK系統中的每個C，M，Y和K也各有100個數值。故此，要在同一個色輪上分配和放置如此多的顏色和色調，變得非常困難，而且若要把部分色彩疊加混和、以產生所需的顏色時，這大量的色彩值會造成巨大的運算負擔，影響效率及速度。
為了克服這些問題並創建出更好的色彩系統，由香港城大校長暨大學傑出教授郭位教授領導的科研團隊最近基於質數理論和「哥德巴赫猜想」，設計了一套嶄新的色彩編碼系統C235，為顏色編碼和把東西「着色」。
郭校長說︰「我們提出的C235色彩系統為色彩的高效編碼和有效操作運算，提供了統一的表達方式。它為色彩和色光的操作，打開了更廣泛應用的大門。」
新開發的C235色彩編碼系統使用了數學世界首三個質數，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）（註︰如同混合紅和綠會產生黃色的效果）；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系統中的每一種色彩均與相應的一個灰度級別聯繫起來，以顯示有關色彩的光度或濃度。由於<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。
與現有的RGB及CMYK相比，新開發的C235色彩系統具有許多優點。首先，所有顏色都用質數表示，因此更容易數碼化。基於質數的特性，每種顏色僅有一個代碼，獨一無二。其次，C235色彩系統可以實現與RGB或CMYK色彩系統之間的快速轉換，並且可以使用「哥德巴赫猜想」把數百萬種色彩壓縮到僅是原本的1%，然後把這色彩放在同一個顏色輪上，從而大幅節省儲存空間及方便快速存取。此外，由於C235色彩系統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的C235色彩系統在未來有很多應用潛能。例如，傳統液晶顯示屏LCD（常用於電視、顯示器或手機屏幕）上的每個像素，需要合共24個脈沖來驅動LED發出紅、綠和藍的色光。若使用C₂₃₅，所需脈沖數量僅為傳統液晶顯示屏的四分一，大大節省時間和電力。
C235色彩系統亦允許用戶可極其方便地混合色光與色彩，並促進智能照明系統的設計。因此，C235色彩系統可以廣泛應用於時裝展、畫展和商品展示，新系統亦可以輕易地作出調整，從而對DNA密碼子或為任何具有多種屬性的對象進行「着色」。
上述研究成果已於科學期刊《Light: Science & Applications》上發表，標題為〈Unifying colours by primes〉。
同時是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論文的通訊作者。第一作者是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。
