什么是马赛克
马赛克原理
马赛克的实现
- 方格马赛克的glsl实现如下:
precision highp float;
varying vec2 textureCoordinate; // 纹理坐标
uniform sampler2D inputTexture; // 输入图像纹理
uniform float imageWidthFactor; // 图像宽度
uniform float imageHeightFactor;// 图像高度
uniform float mosaicSize; // 马赛克大小(像素值)
void main()
{
vec2 uv = textureCoordinate.xy;
// 计算出马赛克的宽度
float dx = mosaicSize * imageWidthFactor;
// 计算出马赛克的高度
float dy = mosaicSize * imageHeightFactor;
// 使用floor函数计算出横坐标和纵坐标经过马赛克变换后的值
vec2 coord = vec2(dx * floor(uv.x / dx), dy * floor(uv.y / dy));
// 计算出马赛克的颜色
vec3 tc = texture2D(inputTexture, coord).xyz;
// 输出马赛克图像
gl_FragColor = vec4(tc, 1.0);
}
得到的马赛克效果如下：
马赛克效果
- 圆形马赛克的实现：
我们经过上一步，可以得到基本的马赛克效果，我们实现一个圆形的马赛克效果。圆形马赛克其实就是在原来马赛克的基础上，判断马赛克格子中的元素是否落在圆内，圆外部的像素保留。fragment shader如下：
precision highp float;
uniform sampler2D inputTexture;
varying vec2 textureCoordinate;
uniform float imageWidth; // 图片宽度
uniform float imageHeight; // 图片高度
uniform float mosaicSize;
void main(void)
{
vec2 texSize = vec2(imageWidth, imageHeight);
// 计算实际图像位置
vec2 xy = vec2(textureCoordinate.x * texSize.x, textureCoordinate.y * texSize.y);
// 计算某一个小mosaic的中心坐标
vec2 mosaicCenter = vec2(floor(xy.x / mosaicSize) * mosaicSize + 0.5 * mosaicSize,
floor(xy.y / mosaicSize) * mosaicSize + 0.5 * mosaicSize);
// 计算距离中心的长度
vec2 delXY = mosaicCenter - xy;
float delLength = length(delXY);
// 换算回纹理坐标系
vec2 uvMosaic = vec2(mosaicCenter.x / texSize.x, mosaicCenter.y / texSize.y);
vec4 color;
if (delLength < 0.5 * mosaicSize) {
color = texture2D(inputTexture, uvMosaic);
} else {
color = texture2D(inputTexture, textureCoordinate);
}
gl_FragColor = color;
}
圆形马赛克效果
- 六边形马赛克的实现：
六边形马赛克滤镜可以参考以下这篇文章:
『openframeworks』shader制作六边形马赛克效果
修改之后得到的fragment shader 如下：
precision highp float;
uniform sampler2D inputTexture;
varying vec2 textureCoordinate;
uniform float mosaicSize; // 马赛克大小
void main (void)
{
float length = mosaicSize;
float TR = 0.866025;
float x = textureCoordinate.x;
float y = textureCoordinate.y;
int wx = int(x / 1.5 / length);
int wy = int(y / TR / length);
vec2 v1, v2, vn;
if (wx/2 * 2 == wx) {
if (wy/2 * 2 == wy) {
v1 = vec2(length * 1.5 * float(wx), length * TR * float(wy));
v2 = vec2(length * 1.5 * float(wx + 1), length * TR * float(wy + 1));
} else {
v1 = vec2(length * 1.5 * float(wx), length * TR * float(wy + 1));
v2 = vec2(length * 1.5 * float(wx + 1), length * TR * float(wy));
}
} else {
if (wy/2 * 2 == wy) {
v1 = vec2(length * 1.5 * float(wx), length * TR * float(wy + 1));
v2 = vec2(length * 1.5 * float(wx + 1), length * TR * float(wy));
} else {
v1 = vec2(length * 1.5 * float(wx), length * TR * float(wy));
v2 = vec2(length * 1.5 * float(wx + 1), length * TR * float(wy + 1));
}
}
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;
}
vec4 color = texture2D(inputTexture, vn);
gl_FragColor = color;
}
六边形马赛克的效果如下：
六边形马赛克效果
这里的六边形并不是正六边形，这是由于没有做长宽比的计算。你也可以在此基础上添加长宽比实现正六边形的马赛克。这里不做详细介绍，有兴趣的可以去尝试实现以下。
- 三角形马赛克的实现：
三角形马赛克其实就是在原来六边形马赛克的基础上，将六边形分成留个三角形即可。可以参考这篇文章：
『openframeworks』shader制作三角形马赛克效果
修改之后得到的fragment shader 如下：
precision highp float;
uniform sampler2D inputTexture;
varying vec2 textureCoordinate;
// len 是六边形的边长
uniform float mosaicSize;
void main (void){
const float TR = 0.866025; // .5*(3)^.5
const float PI6 = 0.523599; // PI/6
float x = textureCoordinate.x;
float y = textureCoordinate.y;
// 1.5*len 是矩形矩阵的长，TR*len 是宽
// 计算矩形矩阵的顶点坐标 (0,0)(0,1)(1,0)(1,1)
int wx = int(x/(1.5 * mosaicSize));
int wy = int(y/(TR * mosaicSize));
vec2 v1, v2, vn;
// 判断是矩形的哪个顶点，上半部还是下半部
if (wx / 2 * 2 == wx) {
if (wy/2 * 2 == wy) {
v1 = vec2(mosaicSize * 1.5 * float(wx), mosaicSize * TR * float(wy));
v2 = vec2(mosaicSize * 1.5 * float(wx + 1), mosaicSize * TR * float(wy + 1));
} else {
v1 = vec2(mosaicSize * 1.5 * float(wx), mosaicSize * TR * float(wy + 1));
v2 = vec2(mosaicSize * 1.5 * float(wx + 1), mosaicSize * TR * float(wy));
}
} else {
if (wy/2 * 2 == wy) {
v1 = vec2(mosaicSize * 1.5 * float(wx), mosaicSize * TR * float(wy + 1));
v2 = vec2(mosaicSize * 1.5 * float(wx+1), mosaicSize * TR * float(wy));
} else {
v1 = vec2(mosaicSize * 1.5 * float(wx), mosaicSize * TR * float(wy));
v2 = vec2(mosaicSize * 1.5 * float(wx + 1), mosaicSize * TR * float(wy+1));
}
}
// 计算参考点与当前纹素的距离
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));
// 选择距离小的参考点
if (s1 < s2) {
vn = v1;
} else {
vn = v2;
}
vec4 mid = texture2D(inputTexture, vn);
float a = atan((x - vn.x)/(y - vn.y)); // 计算夹角
// 分别计算六个三角形的中心点坐标，之后将作为参考点
vec2 area1 = vec2(vn.x, vn.y - mosaicSize * TR / 2.0);
vec2 area2 = vec2(vn.x + mosaicSize / 2.0, vn.y - mosaicSize * TR / 2.0);
vec2 area3 = vec2(vn.x + mosaicSize / 2.0, vn.y + mosaicSize * TR / 2.0);
vec2 area4 = vec2(vn.x, vn.y + mosaicSize * TR / 2.0);
vec2 area5 = vec2(vn.x - mosaicSize / 2.0, vn.y + mosaicSize * TR / 2.0);
vec2 area6 = vec2(vn.x - mosaicSize / 2.0, vn.y - mosaicSize * TR / 2.0);
// 根据夹角判断是哪个三角形
if (a >= PI6 && a < PI6 * 3.0) {
vn = area1;
} else if (a >= PI6 * 3.0 && a < PI6 * 5.0) {
vn = area2;
} else if ((a >= PI6 * 5.0 && a <= PI6 * 6.0) || (a < -PI6 * 5.0 && a > -PI6 * 6.0)) {
vn = area3;
} else if (a < -PI6 * 3.0 && a >= -PI6 * 5.0) {
vn = area4;
} else if(a <= -PI6 && a> -PI6 * 3.0) {
vn = area5;
} else if (a > -PI6 && a < PI6) {
vn = area6;
}
vec4 color = texture2D(inputTexture, vn);
gl_FragColor = color;
}
三角形马赛克效果如下：
三角形马赛克
可以看到，这里的马赛克不是正三角形的。由于没有处理长宽比，所以得不到正三角形的马赛克，你也可以添加长宽比来计算。这里不做相似的介绍，有兴趣的可以去尝试以下。
详细实现过程，可以参考本人的开源相机项目：
CainCamera
CainCamera的FilterLibrary中有马赛克的全部实现。
