图像马赛克算法

今天来介绍下图像马赛克的算法原理。首先我们先来看一张原图和一张由它处理得到的马赛克的图:

原图

效果图

通过观察我们可以发现,马赛克效果就是将原图进行了一定形状的分割。在每个分割出来的形状中用同一个颜色填充得到。而这个颜色一般取分割得到形状的中心点像素的颜色。既然已经知道了原理,我们就来分析下实现马赛克算法的步骤。下面以正六边形为例。
我们先来看一下正六边形马赛克的结构:
正六边形网格图

我们要做的就是将一张图分割成上图所示的蜂窝状,并且用正六边形的中心点像素值来填充整个六边形
分割的方法我们可以参照下面这张图:
画布分割示意图

如上图所示,我们假设蓝色方框就是我们的画布,我们可以把它分割成长宽比为
3:\sqrt{3}
大小的矩形阵。我们把所有的矩形阵点用坐标来索引。如图所示,画布的左上点为(0,0)起始点。画布的最右下点是(width,height)。在这里为了方便说明,我们的示意图假设正好画布长宽正好都能整除每个小矩形框的长宽(实际应用中能不能整除都可以work)。我们上面画出了第一个矩形框四个点的坐标。有了这套坐标,我们画布上的每一点我们都可以对应找到它落在哪个矩形框内。当我们找到某个特定点属于的那个矩形框后,我们的工作就是判断它属于哪个六边形。那么我们就可以用那个六边形中点的像素值来代替该点的像素值。用这样的方法,只要我们遍历画布上的每个点,马赛克效果就完成了。所以现在核心问题就是定位画布上某个点属于哪个六边形。
因为我们已经知道了某个点是属于哪个矩形框(对应于矩形框的左上点)。通过观察我们可以得知,如果我们我们的点属于某个矩形框,且该矩形框左上点的点横纵坐标都为偶数或都为奇数的话。则我们的正六边形中心位于该点所在矩形框的左上点或者右下点。反之,如果横纵坐标是一奇一偶的话。则我们的六边形中心位于该点所在矩形框的左下点或右上点。
因此要判断画布上的某个点属于哪个正六边形,直接通过该点和所在矩形框的可能属于的那两个正六边形中点进行距离计算。离得比较近的那个中心点就是的像素值就是该点的像素值。
下面附上片段着色器代码(其中offset用来控制六边形边长的长度):

#ifdef OPENGL_ES
#ifdef GL_FRAGMENT_PRECISION_HIGH
precision highp float;
#else
precision mediump float;
#endif
#endif


varying vec2 v_texCoord;
uniform sampler2D texture;
uniform vec2 textureSize;
 
uniform float offset;

#define texcoordOut v_texCoord
 
 void main()
{
    const float TR = 0.866; // root(3)/2
    const float PI6 = 0.5236; // Pi/6
    
    float x = texcoordOut.x * textureSize.x;
    float y = texcoordOut.y * textureSize.y;
    
    int wx = int(x/(1.5*offset));
    int wy = int(y/(TR*offset));
    
    vec2 v1 = vec2(0.0, 0.0);
    vec2 v2 = vec2(0.0, 0.0);
    vec2 vn = vec2(0.0, 0.0);

     if(wx/2 * 2 == wx)
    {
        if(wy/2 * 2 == wy)
        {
            v1 = vec2(offset * 1.5 * float(wx), offset * TR * float(wy)); // 左上点
            v2 = vec2(offset * 1.5 * (float(wx) + 1.0), offset * TR * (float(wy) + 1.0)); // 右下点
        }
        else
        {
            v1 = vec2(offset * 1.5 * float(wx), offset * TR * ( float(wy) + 1.0 )); // 左下点
            v2 = vec2(offset * 1.5 * (float(wx) + 1.0), offset * TR * float(wy)); // 右上点
        }
    }
    else
    {
        if(wy/2 * 2 == wy)
        {
            v1 = vec2(offset * 1.5 * float(wx), offset * TR * (float(wy) + 1.0)); // 左下点
            v2 = vec2(offset * 1.5 * (float(wx) + 1.0), offset * TR * float(wy)); // 右上点
        }
        else
        {
            v1 = vec2(offset * 1.5 * float(wx), offset * TR * float(wy) ); // 左上点
            v2 = vec2(offset * 1.5 * (float(wx) + 1.0), offset * TR * (float(wy) + 1.0)); // 右下点
        }
    }

    // 计算实际点离左右两个六边形中点的距离 
    float s1 = sqrt( pow(v1.x-x, 2.0) + pow(v1.y-y, 2.0) );
    float s2 = sqrt( pow(v2.x-x, 2.0) + pow(v2.y-y, 2.0) );
    
    if(s1 < s2) vn = v1;
    else vn = v2;

    vn = vn / textureSize;
    gl_FragColor = texture2D(texture, vn);
}
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 216,324评论 6 498
  • 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 92,356评论 3 392
  • 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 162,328评论 0 353
  • 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 58,147评论 1 292
  • 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 67,160评论 6 388
  • 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 51,115评论 1 296
  • 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 40,025评论 3 417
  • 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 38,867评论 0 274
  • 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 45,307评论 1 310
  • 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 37,528评论 2 332
  • 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 39,688评论 1 348
  • 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 35,409评论 5 343
  • 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 41,001评论 3 325
  • 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 31,657评论 0 22
  • 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 32,811评论 1 268
  • 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 47,685评论 2 368
  • 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 44,573评论 2 353