为何OpenCV中HSV与BGR颜色空间转换后色域存在差异？

我写了个脚本，通过掩码检测矩形顶部来识别截图里的矩形。颜色转换时遇到麻烦：把图像从RGB转BGR时，掩码能正常工作，但转HSV时掩码直接为空。手动截图用cv2.imshow()看HSV图像，发现得到的HSV值和在线转换器的结果差很多。现在脚本能跑了，但搞不懂颜色值差异的来源。

简化代码如下：

import time
import platform
import cv2
import numpy as np
from PIL import ImageGrab


#blue_sky_color_upper = np.array([190//2, 33, 82])  # 基于BGR值(210,200,140)的理论HSV值，转BGR时能用但HSV不行
#blue_sky_color_lower = np.array([180//2, 42, 75])  # 基于BGR值(190,190,110)的理论HSV值，转BGR时能用但HSV不行
blue_sky_color_upper = np.array([95, 100, 210])  # 可用的HSV值
blue_sky_color_lower = np.array([90, 80, 190])  # 可用的HSV值

game_screenshot = ImageGrab.grab()
default_image_array = np.array(game_screenshot)

if game_screenshot.mode == "RGBA":  # 将默认颜色模型转为BGR
    cv2_array = cv2.cvtColor(default_image_array, cv2.COLOR_RGBA2BGR)
    cv2_array = cv2.cvtColor(cv2_array, cv2.COLOR_BGR2HSV)
else:
    cv2_array = cv2.cvtColor(default_image_array, cv2.COLOR_RGB2HSV)

image_capture_mask = cv2.inRange(cv2_array, blue_sky_color_lower, blue_sky_color_upper)
cv2.imshow("mask", image_capture_mask)
cv2.waitKey(0)

• OpenCV与在线工具的HSV取值范围不匹配
  OpenCV的HSV通道取值范围是：H(0-179)、S(0-255)、V(0-255)；而多数在线转换器采用标准HSV范围：H(0-360)、S(0-100%)、V(0-100%)。你之前注释里的理论值是把BGR转成标准HSV后，仅对H减半、把S/V的百分比转成数值，但忽略了OpenCV的S/V是0-255的绝对值而非百分比，直接导致数值完全错位。

• 图像通道顺序转换的误差
  PIL截图返回的是RGB/RGBA格式，你处理RGBA时先转BGR再转HSV，处理RGB时直接转HSV——这两条路径的HSV结果会有差异：BGR是RGB通道顺序反转，转HSV时的计算逻辑不同，所以BGR模式下能用的颜色值，不能直接套用到RGB转HSV的流程里。

• cv2.imshow()显示HSV图像的误导
  cv2.imshow()显示HSV图像时，是把H、S、V三个通道当作B、G、R通道来映射显示，并非真实的HSV颜色表示，所以你看到的图像和实际HSV值的直观感受不符，不能通过这个显示结果判断HSV值是否正确。

• 直接从目标截图区域提取像素点，打印其HSV值，以此为基准调整掩码的上下限，不要依赖在线转换器的结果。
• 统一图像转换路径：要么全部先转BGR再转HSV，要么直接用RGB转HSV，避免通道顺序转换带来的额外误差。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ramen Osaka