图像特效---PS图层混合模式之明度模式

本文将介绍PS图层混合模式中比较复杂 的“明度”模式的算法原理及代码实现内容。
说到PS的图层混合模式,计算公式都有,具体代码实现也能找到,但是,都没有完整介绍所有图层混合模式的代码,比如“明度”模式,公式如下:
假设两张图的HSY颜色模式分别为: Hb,Sb,Yb---Hm,Sm,Ym
明度混合结果HSY = HbSbYm
这个公式很简单,无非就是原图的H,S分量+混合图的Y分量而已,但是具体代码如何实现,却很少有人分享,今天,我将给大家分享本人的代码。
HSY模式是一种彩色传输模型,传输基本的色差和亮度信号。如果直接使用HSY颜色空间,这个颜色空间好像很少见,具体HSY计算公式如下:

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B;
Cr = R - Y;
Cb = B - Y;
H = arctan(Cr/Cb);
S = sqrt(Cr * Cr + Cb * Cb);

大家可以看到,这个公式中运算复杂,但是是基于Cr, Cb分量计算的,而且,明度图层混合模式结果中实际上只改变了Y分量,因此,我们这里可以使用YCbCr颜色空间来代替HSY颜色空间实现这个功能。
YCbCr与RGB转换公式如下:

Y   = 0.257*R+0.564*G+0.098*B+16
Cb = -0.148*R-0.291*G+0.439*B+128
Cr  = 0.439*R-0.368*G-0.071*B+128

R = 1.164*(Y-16)+1.596*(Cr-128)
G = 1.164*(Y-16)-0.392*(Cb-128)-0.813*(Cr-128)
B = 1.164*(Y-16)+2.017*(Cb-128)

因此,按照上面的公式我们编码实现如下:
[cpp] view plain copy print
  1. #include"TRGB2YCbCr.h"  
  2. #include   
  3. #include   
  4. #include "math.h"  
  5. #include   
  6.   
  7. const float YCbCrYRF = 0.299F;              // RGB转YCbCr的系数(浮点类型)  
  8. const float YCbCrYGF = 0.587F;  
  9. const float YCbCrYBF = 0.114F;  
  10. const float YCbCrCbRF = -0.168736F;  
  11. const float YCbCrCbGF = -0.331264F;  
  12. const float YCbCrCbBF = 0.500000F;  
  13. const float YCbCrCrRF = 0.500000F;  
  14. const float YCbCrCrGF = -0.418688F;  
  15. const float YCbCrCrBF = -0.081312F;  
  16.   
  17. const float RGBRYF = 1.00000F;            // YCbCr转RGB的系数(浮点类型)  
  18. const float RGBRCbF = 0.0000F;  
  19. const float RGBRCrF = 1.40200F;  
  20. const float RGBGYF = 1.00000F;  
  21. const float RGBGCbF = -0.34414F;  
  22. const float RGBGCrF = -0.71414F;  
  23. const float RGBBYF = 1.00000F;  
  24. const float RGBBCbF = 1.77200F;  
  25. const float RGBBCrF = 0.00000F;  
  26.   
  27. const int Shift = 20;  
  28. const int HalfShiftValue = 1 << (Shift - 1);  
  29.   
  30. const int YCbCrYRI = (int)(YCbCrYRF * (1 << Shift) + 0.5);         // RGB转YCbCr的系数(整数类型)  
  31. const int YCbCrYGI = (int)(YCbCrYGF * (1 << Shift) + 0.5);  
  32. const int YCbCrYBI = (int)(YCbCrYBF * (1 << Shift) + 0.5);  
  33. const int YCbCrCbRI = (int)(YCbCrCbRF * (1 << Shift) + 0.5);  
  34. const int YCbCrCbGI = (int)(YCbCrCbGF * (1 << Shift) + 0.5);  
  35. const int YCbCrCbBI = (int)(YCbCrCbBF * (1 << Shift) + 0.5);  
  36. const int YCbCrCrRI = (int)(YCbCrCrRF * (1 << Shift) + 0.5);  
  37. const int YCbCrCrGI = (int)(YCbCrCrGF * (1 << Shift) + 0.5);  
  38. const int YCbCrCrBI = (int)(YCbCrCrBF * (1 << Shift) + 0.5);  
  39.   
  40. const int RGBRYI = (int)(RGBRYF * (1 << Shift) + 0.5);              // YCbCr转RGB的系数(整数类型)  
  41. const int RGBRCbI = (int)(RGBRCbF * (1 << Shift) + 0.5);  
  42. const int RGBRCrI = (int)(RGBRCrF * (1 << Shift) + 0.5);  
  43. const int RGBGYI = (int)(RGBGYF * (1 << Shift) + 0.5);  
  44. const int RGBGCbI = (int)(RGBGCbF * (1 << Shift) + 0.5);  
  45. const int RGBGCrI = (int)(RGBGCrF * (1 << Shift) + 0.5);  
  46. const int RGBBYI = (int)(RGBBYF * (1 << Shift) + 0.5);  
  47. const int RGBBCbI = (int)(RGBBCbF * (1 << Shift) + 0.5);  
  48. const int RGBBCrI = (int)(RGBBCrF * (1 << Shift) + 0.5);  
  49.   
  50. void RGBToYCbCr(int R, int G, int B, int*Y,int*Cb, int* Cr)  
  51. {  
  52.     *Y  = ((YCbCrYRI * R + YCbCrYGI * G + YCbCrYBI * B + HalfShiftValue) >> Shift);  
  53.     *Cb = (128 + ((YCbCrCbRI * R + YCbCrCbGI * G + YCbCrCbBI * B + HalfShiftValue) >> Shift));  
  54.     *Cr = (128 + ((YCbCrCrRI * R + YCbCrCrGI * G + YCbCrCrBI * B + HalfShiftValue) >> Shift));  
  55. }  
  56.   
  57. void YCbCrToRGB(int Y, int Cb, int Cr, int*R,int*G, int* B)  
  58. {  
  59.     Cb = Cb - 128; Cr = Cr - 128;  
  60.     *R = Y + ((RGBRCrI * Cr + HalfShiftValue) >> Shift);  
  61.     *G = Y + ((RGBGCbI * Cb + RGBGCrI * Cr + HalfShiftValue) >> Shift);  
  62.     *B = Y + ((RGBBCbI * Cb + HalfShiftValue) >> Shift);  
  63.     if (*R > 255) *R = 255; else if (*R < 0) *R = 0;  
  64.     if (*G > 255) *G = 255; else if (*G < 0) *G = 0;     
  65.     if (*B > 255) *B = 255; else if (*B < 0) *B = 0;  
  66. }  
  67. int ColorBlendModeBrightness(unsigned char* baseData, unsigned char* mixData, int width, int height, int stride)  
  68. {  
  69.     int i, j, pos;  
  70.     int bY, bCb, bCr, mY, mCb, mCr, br, bg, bb, mr, mg, mb;  
  71.     unsigned char* pBase = baseData;  
  72.     unsigned char* pMix = mixData;  
  73.     int offset = stride - width * 4;  
  74.     for(j = 0; j < height; j++)  
  75.     {  
  76.         for(i = 0; i < width; i++)  
  77.         {  
  78.             bb = pBase[0];  
  79.             bg = pBase[1];  
  80.             br = pBase[2];  
  81.             mb = pMix[0];  
  82.             mg = pMix[1];  
  83.             mr = pMix[2];  
  84.             RGBToYCbCr(mr,mg,mb,&mY,&mCb,&mCr);  
  85.             RGBToYCbCr(br,bg,bb,&bY,&bCb,&bCr);  
  86.             YCbCrToRGB((mY+bY)/2, bCb, bCr, &br,&bg,&bb);//(mY+bY)/2表示透明度为50%  
  87.             pBase[0] = bb;  
  88.             pBase[1] = bg;  
  89.             pBase[2] = br;  
  90.             pBase += 4;  
  91.             pMix  += 4;  
  92.         }  
  93.         pBase += offset;  
  94.         pMix  += offset;  
  95.     }  
  96.     return 0;  
  97.   
  98. }  
这个就是所有编码了,而且这个颜色空间转换的代码已经经过优化,大家可以直接使用,下面我给出效果图(该效果是按照明度图层混合模式50%透明度设置得到的): 图像特效---PS图层混合模式之明度模式_第1张图片
图像特效---PS图层混合模式之明度模式_第2张图片
大家可以看到,效果图和PS的效果图几乎一致
demo: Release.zip

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