3D LUT 滤镜 shader 源码分析

最近在做滤镜相关的渲染学习,目前大部分 LUT 滤镜代码实现都是参考由 GPUImage 提供的 LookupFilter 的逻辑,整个代码实现不多。参考网上的博文也有各种解释,参考了大量博文之后终于理解了,所以自己重新整理了一份,方便以后阅读理解,对整体代码的实现过程结合LUT的原理进行一个简单整理。

GPUImageLookupFilter shader 源码

 varying highp vec2 textureCoordinate;      varying highp vec2 textureCoordinate2;uniform sampler2D inputImageTexture;  // 目标纹理,对应原始资源uniform sampler2D inputImageTexture2; // 查找表纹理,对应LUT图片uniform lowp float intensity;void main(){//获取原始图层颜色highp vec4 textureColor = texture2D(inputImageTexture, textureCoordinate);//获取蓝色通道颜色,textureColor.b 的范围为(0,1),blueColor 范围为(0,63) highp float blueColor = textureColor.b * 63.0;//quad1为查找颜色所在左边位置的小正方形highp vec2 quad1;quad1.y = floor(floor(blueColor) / 8.0);quad1.x = floor(blueColor) - (quad1.y * 8.0);//quad2为查找颜色所在右边位置的小正方形highp vec2 quad2;quad2.y = floor(ceil(blueColor) / 8.0);quad2.x = ceil(blueColor) - (quad2.y * 8.0);//获取到左边小方形里面的颜色值highp vec2 texPos1;texPos1.x = (quad1.x * 0.125) + 0.5/512.0 + ((0.125 - 1.0/512.0) * textureColor.r);texPos1.y = (quad1.y * 0.125) + 0.5/512.0 + ((0.125 - 1.0/512.0) * textureColor.g);//获取到右边小方形里面的颜色值highp vec2 texPos2;texPos2.x = (quad2.x * 0.125) + 0.5/512.0 + ((0.125 - 1.0/512.0) * textureColor.r);texPos2.y = (quad2.y * 0.125) + 0.5/512.0 + ((0.125 - 1.0/512.0) * textureColor.g);//获取对应位置纹理的颜色 RGBA 值lowp vec4 newColor1 = texture2D(inputImageTexture2, texPos1);lowp vec4 newColor2 = texture2D(inputImageTexture2, texPos2);//真正的颜色是 newColor1 和 newColor2 的混合lowp vec4 newColor = mix(newColor1, newColor2, fract(blueColor));gl_FragColor = mix(textureColor, vec4(newColor.rgb, textureColor.w), intensity);}

整个源码的主要逻辑为:查找颜色所在位置的小正方形、查找小正方形内的具体颜色、颜色混合。上面注释已将具体的实现过程描述清楚,但与我们的 LUT 图片割裂,接下来结合 LUT 的实现原理以及具体的数据来形象地描述整个实现流程。

假设我们输入的参数为:
textureColor = ver4(.0, .0, 0.5, 1.0)

查找颜色所在位置的小正方形

我们知道LUT有64个小正方形,目标是为了找到对应小正方形里面的对应的颜色,我们需要先确认是第几个小正方形,正是通过 textureColor.b * 63 查找

带入blueColor -> textureColor.b = 0.5
textureColor.b * 63.0 = 31.5

也就是说我们需要第 [31.5] 位置小正方形,但是索引(从0-63共64个)都是正数,对于 31.5 索引 我们该怎么确定是 31 还是第 32 个呢?GPUImage给出的一种插值方式就是两个都要,然后进行一次混合,从而使得值能够俊均匀的在两个小正方形色块中。

具体逻辑为:

quad1.y = floor(floor(blueColor) / 8.0) = 3,确定为小方块在纵坐标索引3,也就是第4行。

quad1.x = floor(blueColor) - (quad1.y * 8.0) = 31 - 24 = 7

也就确定了小方块为(3,7) 也就是第4排第8个。

同理,对于第2个小方块确定的位置为(4,0) 也就是第5排第1个。

quad2.y = floor(ceil(blueColor) / 8.0) = 4

quad2.x = ceil(blueColor) - (quad2.y * 8.0)= 0

查找小正方形内的具体颜色

已经获取到对应的方块了,接下来需要确定方块内的像素的位置了。一般一个LUT的大小为 512x512,由8x8小方块构成,也就是每个方块的的像素为64x64,如下图所示:

计算x坐标的逻辑为:

texPos1.x = (quad1.x * 0.125) + 0.5/512.0 + ((0.125 - 1.0/512.0) * textureColor.r)

这一段是相对比较难理解的,我们可以分几部分进行理解:

第一部分:(quad1.x * 0.125)

我们得到 quad1.x = 7,也就是第8列,*0.125将坐标转化在(0,1)之间,也就是得到在01坐标系内如图红线的位置。

第二部分:((0.125 - 1.0/512.0) * textureColor.r)

我们可以把它当成 (63.0/512.0)* textureColor.r , 63.0/512.0代表着一个512x512中每个小方块的64份数据(为什么是63?别忘了0的存在),textureColor.r 数据在 0-1之间,这样就能确认在第一部分结果基础之上的偏移值。

第三部分:0.5/512.0

这一部分主要是 +0.5 做四舍五入运算,为保证第512行取到的是511.5/512,第1行取到的是 0.5/512.0。

同理,计算y的坐标,以及计算另一个小正方形内的位置是一样的。

最后在通过对从两个小正方形获取到的颜色进行 mix,并返回给着色器,GPU再对原始图像进行每一个像素点绘制,从而实现滤镜的效果。

总结

LUT 对应的 Shader 执行过程主要为:查找颜色所在位置的小正方形、查找小正方形内的具体颜色、颜色混合,整个流程都比较好理解,但代码相对而言比较难理解,网上看了很多其他的大佬写的一些文章,最开始自己看的时候也是很难理解的,后面终于悟了,所以想通过自己的理解,尽力更形象地解释(虽然可能也没有很形象),如果还有什么疑问,欢迎一起交流学习。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/124345.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

【无标题】Linux VMware安装centos之后设置静态IP

查看本地IP:ip addr;修改启动协议BOOTPROTOstatic;手动配置IP地址;vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens33在最下面增加如下配置 # IP地址 (根据自己的环境修改) IPADDR192.168.8.101 # 子网掩码 NETMASK255.…

JMeter的使用——傻瓜式学习【中】

目录 前言 1、JMeter参数化 1.1、什么是参数化 1.2、用户定义的变量 1.2.1、什么时候使用用户定义的变量 1.2.2、使用“用户定义的变量”进行参数化的步骤: 1.2.3、案例 1.3、用户参数 1.3.1、什么时候使用用户参数? 1.3.2、使用“用户参数”进…

C现代方法(第15章)笔记——编写大型程序

文章目录 第15章 编写大型程序15.1 源文件15.2 头文件15.2.1 #include指令15.2.2 共享宏定义和类型定义15.2.3 共享函数原型15.2.4 共享变量声明15.2.5 嵌套包含15.2.6 保护头文件15.2.7 头文件中的#error指令 15.3 把程序划分成多个文件15.4 构建多文件程序15.4.1 makefile15.…

10、设置视图组件的Head页面头部标签信息

export default {name: "IndexPage",head() {return {title: "中华小英雄电影第二部",bodyAttrs: {style: "background-color: red;",},meta: [// hid覆盖同名的meta信息{ hid: "description", name: "这是一个关于上学励志教育故…

JSON和Protobuf序列化

文章目录 一、粘包和拆包1、半包问题2、半包现象原理 二、JSON协议通信1、通用类库2、JSON传输的编码器和解码器 三、Protobuf协议通信1、一个简单的proto文件的实践案例2、生成POJO和Builder3、消息POJO和Builder的使用案例1)构造POJO消息对象2)序列化和…

LeetCode 面试题 16.06. 最小差

文章目录 一、题目二、C# 题解 一、题目 给定两个整数数组 a 和 b,计算具有最小差绝对值的一对数值(每个数组中取一个值),并返回该对数值的差 示例: 输入:{1, 3, 15, 11, 2}, {23, 127, 235, 19, 8} 输出&…

基于时间的一次性密码 TOTP 详解

什么是基于时间的一次性密码 TOTP ? 基于时间的一次性密码 TOTP(Time-Based One-Time Password),也被称为时间同步动态密码,是一种基于时间的一次性密码算法,通常用于两步验证和多因素身份验证,用于增强静…

【CSDN 每日一练 ★★☆】【二叉树/BSF】二叉树的层序遍历

【CSDN 每日一练 ★★☆】【二叉树/BSF】二叉树的层序遍历 二叉树 BSF 题目 给你一个二叉树,请你返回其按 层序遍历 得到的节点值。 (即逐层地,从左到右访问所有节点)。 示例: 二叉树:[3,9,20,null,nul…

Android Studio Giraffe 添加 maven { url “https://jitpack.io“ }报错

Android Studio Giraffe 添加 maven { url “https://jitpack.io” }报错 settings.gradle.kts:13:21: Unexpected tokens (use ; to separate expressions on the same line)解决方法 新版maven写法发生了改变: maven { url uri("https://jitpack.io"…

VScode 调试 linux内核

VScode 调试 linux内核 这里调试的 linux 内核是通过 LinuxSD卡(rootfs)运行的内核 gdb 命令行调试 编辑 /home/tyustli/.gdbinit 文件,参考 【GDB】 .gdbinit 文件 set auto-load safe-path /home/tyustli/code/open_source/kernel/linux-6.5.7/.gdbinit在 lin…

PFAF-Net

I 1 _1 1​和I 2 _2 2​是多模态图像,I F _F F​是融合图像。FT 1 _1 1​是基于空间注意力的融合,FT 2 _2 2​是基于通道注意力的融合 作者未提供代码

docker的安装部署nginx和mysql

小白自己整理,如有错误请指示! 自我理解:docker就是把应用程序所用的依赖程序,函数库等相关文件打包成镜像文件,类似系统光盘,然后可以在任意电脑上安装使用(方便运维人员部署程序)…

jenkins+sonar

参考: 1、jenkins集成sonar 1)jenkins集成sonar流水线部署 jenkins集成sonar流水线部署_sonar jenkins-CSDN博客 2)jenkinssonar 实现代码检测 jenkinssonar 实现代码检测_jenkins sonar_dsdasun的博客-CSDN博客 2、配置:son…

论文阅读——RoBERTa

一、LM效果好但是各种方法之间细致比较有挑战性,因为训练耗费资源多、并且在私有的不同大小的数据集上训练,不同超参数选择对结果影响很大。使用复制研究的方法对BERT预训练的超参数和数据集的影响细致研究,发现BERT训练不够,提出…

《Effective Java》读书笔记(1-2章)

第一章 创建和销毁对象 1. 考虑用静态代替构造方法 想要获取一个类的实例,一种传统的方式是通过共有的构造器,当然还可以使用另一种技术:提供共有的静态工厂方法。 什么是静态工厂? public static Boolean valueOf(boolean b) …

Ansible的安装和部署

目录 1.Ansible的安装 2.构建Ansible清单 直接书写受管主机名或ip 设定受管主机的组[组名称] 主机规格的范围化操作 指定其他清单文件 ansible命令指定清单的正则表达式 3.Ansible配置文件参数详解 配置文件的分类与优先级 常用配置参数 4.构建用户级Ansible操作环…

Spring面试题:(一)IoC,DI,AOP和BeanFactory,ApplicationContext

IoC,DI,AOP思想 IOC就是控制反转,是指创建对象的控制权的转移。以前创建对象的主动权和时机是由自己把控的,而现在这种权力转移到Spring容器中,并由容器根据配置文件去创建实例和管理各个实例之间的依赖关系。对象与对…

Java的单元测试Testng和mock

目录 单元测试重要性 TestNG TestNG官网介绍 TestNG教程 TestNG注解: TestNG配置注解实例

结构体和联合体嵌套访问

在JSON项目中,使用了联合体和结构体之间的嵌套,但是在访问内部的联合体和结构体的时候出现了问题,这篇文章作为记录,也希望能帮助遇到相同问题的好伙伴。 struct lept_value {union {struct str{char *s;size_t len;};double n;}…

【系统架构】架构风格专题

目录 1、定义 2、通用架构风格分类 3、架构风格比较 4、示例:管道-过滤 VS 数据仓库)比较因素分析 1、定义 架构风格:描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式,反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性&#xff0c…