Nota el código que presento en esta respuesta no pretende ser una solución, sino sólo servir para explorar algunas ideas.
Idea inicial
Lo primero que se me ocurrió fue convertir cada color RGB a la representación HSV (Hue, Saturation, Value). En esta representación, el componente "Hue" te dice qué color es (ese valor es un número real entre 0 y 360 que representa un ángulo, que es la orientación de un vector imaginario en el espacio de colores). El componente "S" es la "Saturación" que te dice cuánto blanco tiene añadido ese color. Es un entero entre 0 y 1, siendo 0 saturación mínima (blanco) y 1 la máxima (nada de blanco, color puro). Finalmente la V es el "valor" de luminosidad que viene a decir cuánto negro se mezcla con el color (0 es todo negro, 1 es nada de negro, color "puro").
Pensé que transformando cada color de esta forma y ordenando simplemente los trios resultantes, ya quedarían agrupados por "similitud cromática", ya que estaríamos ordenando primero por Hue (color) y en el caso del mismo color, por saturación y luego por brillo.
Por desgracia los resultados no son lo que esperaba. El siguiente código python sirve para generar un montón de valores hexadecimales RGB al azar:
import random
def color_aleatorio():
r, g, b = random.randint(0,255), random.randint(0,255), random.randint(0,255)
return "#{:02x}{:02x}{:02x}".format(r,g,b)
mil_colores = [color_aleatorio() for _ in range(1000)]
Algunos elementos de la lista resultante:
['#6264c0',
'#b37f4d',
'#116dcc',
'#a8ce4b',
'#7ea6f8',
'#a94f89',
'#83be23',
'#6c8052',
'#d87e04',
'#d107f2'
...]
La representación gráfica de esta "paleta" de colores, en el mismo orden aleatorio en que fueron generados sería la siguiente:
Esta representación la obtuve con este código, por si alguien quiere replicarlo:
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.colors
def mostrar_colores(colores):
data = matplotlib.colors.to_rgba_array(colores)
plt.imshow(np.array(data).reshape((20,50,4)))
plt.grid(False)
mostrar_colores(mil_colores)
La siguiente función implementa la conversión de uno de esos valores a la forma HSV:
import matplotlib
def rgb2hsv(hex_rgb):
r, g, b, a = matplotlib.colors.to_rgba(hex_rgb)
r, g, b = r/255.0, g/255.0, b/255.0
mx = max(r, g, b)
mn = min(r, g, b)
df = mx-mn
if mx == mn:
h = 0
elif mx == r:
h = (60 * ((g-b)/df) + 360) % 360
elif mx == g:
h = (60 * ((b-r)/df) + 120) % 360
elif mx == b:
h = (60 * ((r-g)/df) + 240) % 360
if mx == 0:
s = 0
else:
s = df/mx
v = mx
return h, s, v
Ahora podemos pedir a Python que ordene la secuencia mil_colores
usando como clave de ordenación la función anterior:
colores_ordenados = sorted(mil_colores, key=rgb2hsv)
Los primeros diez elementos ya ordenados serían estos:
['#d4d4d4',
'#efc7c7',
'#df2b2a',
'#c1201f',
'#a30907',
'#f09b99',
'#9a2623',
'#efcecd',
'#753836',
'#e30b01',
...
Que gráficamente da este resultado, un poco decepcionante:
Podemos ver que, sí... más o menos se han agrupado por colorido, pudiendo apreciarse la "franja arcoiris" con el anaranjado arriba, el violeta abajo...pero dentro de cada franja el orden parece un poco aleatorio y se debe a que valores con un HUE muy próximo, pero diferentes valores o saturaciones acaban muy próximos.
Segunda idea
Entonces me di cuenta que lo que queremos es que colores próximos terminen juntos. Lo que nos obliga a definir el concepto de distancia entre colores.
Un color al final no es más que un punto en un espacio de tres coordenadas: R, G, B. Por tanto podemos usar la distancia euclídea entre ellos (raiz de la suma de cuadrados de distancias entre cada coordenada).
Aunque la distancia queda ahora bien definida, lograr una ordenación en la que los colores cercanos acaben juntos, es en el fondo otra forma del problema del viajante. Es decir, hay que encontrar un recorrido de todos los puntos que minimice la distancia viajada. Ese recorrido sería la ordenación de colores buscada.
Ya que ese problema es NP-duro, he renunciado a implementarlo
Actualización. Reflexiones y heurísticos
Tras pensar un rato más, llego a la conclusión de que la ordenación "por distancias" en realidad sólo es una forma más de ordenarlos, y no necesariamente la mejor, puesto que el concepto de "mejor" no está bien definido aquí. En la ordenación por "proximidad" pueden aparecer separados colores que en otra ordenación se consideraría que deberían ir juntos, por ejemplo, un rojo muy oscuro podría aparecer "con los negros" en lugar de "con los rojos". ¿Cuál es mejor?
Creo que el problema en el fondo no se puede resolver porque no está bien definido. El conjunto de colores de entrada en realidad puede entenderse matemáticamente como un conjunto de puntos en un espacio de 3 dimensiones (que serían sus componentes, ya sea RGB o HSV). Al pedir una ordenación, en el fondo queremos pasar eso a una sola dimensión. Por tanto es un problema de proyección.
Es equivalente en cierta forma al problema de cartografiar en un plano la superficie de la esfera terrestre. No hay solución única, y por tanto existen diferentes proyecciones cartográficas, según a qué aspecto demos prioridad. Unas proyecciones son útiles porque hacen más fácil la navegación, al mantener constante los ángúlos. Otras mantienen constante las superficies de los países y son más útiles para hacerse una idea de su tamaño relativo, etc.
Con las ordenaciones de colores pasa algo similar. Si todos los colores fuesen "puros" (en HSV tendrían S=1 y V=1) su ordenación sería sencilla, basándose sólo en su "Hue", y sería así:
Pero si además tenemos colores "pastel" (en los que la saturación baja y por tanto se acercan al blanco), o colores "oscuros" (en los que el brillo baja y por tanto se acercan al negro), ya no hay dónde colorarlos en la impecable ordenación por hue recién vista.
Esta caja de pinturas muestra cómo ha resuelto el problema el fabricante:
Ha hecho dos cajones. El de arriba para los colores saturados (ordenados por hue) y el de abajo para los tonos pastel (ordenados también por hue). Los colores "oscuros" los ha intercalado según su hue. Por ejemplo un azul oscuro al final de los azules. Eso "rompe" el bonito arcoiris pues tras ese azul oscuro viene un verde-azul más clarito. Además, sólo ha considerado dos niveles de saturación (los dos cajones). Podría haber muchos más...
¿Es esta ordenación mejor o peor que otra? De nuevo depende de lo que se pretenda. El artista posiblemente quiera tener juntas las pinturas con un mismo hue y le importe poco si la "distancia rgb" entre los colores coincide o no con la distancia entre pinturas en su caja.
En definitiva no hay criterio definido para preferir una ordenación sobre otra.
Dicho todo lo cual, presento otro heurístico para ordenar los mil colores aleatorios que se basa en:
- Separar los colores muy oscuros y dejarlos para el final
- Separar los restantes colores por su saturación, poniendo al principio los más saturados y después los "tonos pastel".
- Ordenar cada secuencia por su hue, pero reduciendo el numero de posibles hues, de infinito (pues el hue es un real que varía de forma continua entre 0 y 360) a sólo 15 categorías (un valor arbitrario basado un poco en los hues fácilmente discernibles), y a igualdad de hue, por su brillo.
Este es el algoritmo (python):
def ordenacion(hex_rgb):
h,s,v = rgb2hsv(hex_rgb)
return v<0.002, s<0.7, int(h/360*15), v
colores_ordenados = sorted(mil_colores, key=ordenacion)
Y este el resultado:
Si en lugar de mil colores uso diezmil, el resultado es más impresionante, al pasar de esto:
a esto:
Para que se vea que el algoritmo escala también para pocos colores, estos los propuestos por Alvaro:
c = [ "#fff000", "#238923", "#aaaaa0", "#ff2300", "#2ff014", "#010203" ]
Y esta es la ordenación que resulta:
['#ff2300', '#fff000', '#2ff014', '#238923', '#aaaaa0', '#010203']
O( n )
, pero el segundo caso, ordenar el propio array, será bastante mas lento.