Android基于Shader的图像处理(1)-灰度和卷积

android-gpuimage里给出了很多滤镜效果,本质都是用shader处理图像。这里分析几个比较有特点的。
完整代码查看https://github.com/andev009/AndroidShaderDemo中的SharpRender

1、灰度图像

通过改变亮度将一副彩色图像变成灰色图像。根据sRGB规范,亮度被定义成红,绿,蓝的线性组合,sRGB中基于亮度值的权值向量为
vec3(0.2125, 0.7154, 0.0721),向量rgb与权值向量的点积就是亮度值。
灰度图像的rgb值都为亮度值。在图像处理的过程中,如果要先取得灰度图像,都是先这样处理。

void main()
{
    mediump vec3 textureColor = texture2D(u_TextureUnit0, v_TextureCoordinates).rgb;
    float luminance = dot(textureColor.rgb, W);
    gl_FragColor = vec4(vec3(luminance), 1.0);
}

gray.png

2、图像卷积(图像锐化)

卷积的作用很多,可以做锐化,模糊等。卷积最好的理解就是一个3X3矩阵和图像上的像素点点积,当然也可以定义5X5这些矩阵。卷积具体的概念就不解释了,重点看如何应用,这里分析图像锐化,gpuimage锐化(sharp filter)的3X3矩阵没有明确定义,不过分析下shader,可知矩阵如下:

float kernelValues[9]=float[9] (
                 0,  -2,  0,
                 -2,  9, -2,
                 0,  -2,  0
          );

知道了卷积矩阵后,还需要取得当前像素的上下左右像素的rgb值,这样才能和矩阵点积。要取得上下左右的像素rgb值,就要取得上下左右的像素的纹理坐标。纹理坐标在shader里的取值范围是[0 ,1],因此纹理坐标的长宽步长分别为:

widthFactor = 1.0f / width//width就是显示图像控件GLSurfaceView的宽度
heightFactor = 1.0f / height//height就是显示图像控件GLSurfaceView的高度

将widthFactor,和heightFactor传到vertex shader里,在vertex shader里u_imageWidthFactor,u_imageHeightFactor就是长宽步长。
这样就可以在vertex shader里取得上下左右的纹理坐标值:

v_TextureCoordinates = a_TextureCoordinates;//当前纹理坐标
mediump vec2 widthHeightStep = vec2(u_imageWidthFactor, u_imageHeightFactor);
mediump vec2 widthNegativeHeightStep = vec2(u_imageWidthFactor, -u_imageHeightFactor);
v_leftTextureCoordinate = a_TextureCoordinates - widthStep;
v_rightTextureCoordinate = a_TextureCoordinates + widthStep;
v_topTextureCoordinate = a_TextureCoordinates + heightStep;
v_bottomTextureCoordinate = a_TextureCoordinates - heightStep;

将上下左右纹理坐标传到fragment shader里,就能取得上下左右像素的rgb值了。

     mediump vec3 textureColor = texture2D(u_TextureUnit0, v_TextureCoordinates).rgb;//当前像素rgb
     mediump vec3 leftTextureColor = texture2D(u_TextureUnit0, v_leftTextureCoordinate).rgb;
     mediump vec3 rightTextureColor = texture2D(u_TextureUnit0, v_rightTextureCoordinate).rgb;
     mediump vec3 topTextureColor = texture2D(u_TextureUnit0, v_topTextureCoordinate).rgb;
     mediump vec3 bottomTextureColor = texture2D(u_TextureUnit0, v_bottomTextureCoordinate).rgb;

最后用卷积矩阵点积计算最终rgb值

mediump vec3 aroundColor = leftTextureColor * 2.0 + rightTextureColor * 2.0 +
                                 topTextureColor * 2.0 + bottomTextureColor * 2.0;
mediump vec3 finalColor = textureColor * 9.0 - aroundColor;
sharp.png
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,293评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,604评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,958评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,729评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,719评论 5 366
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,630评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,000评论 3 397
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,665评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,909评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,646评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,726评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,400评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,986评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,959评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,197评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 44,996评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,481评论 2 342