最近寫自己的個人專案，是用OpenGL去實現一個拍視訊的應用，可以在寫濾鏡這一塊，遇到了麻煩，對於影象方面的知識不足，導致自己理解不了那些濾鏡的編寫，現在先補充一下基本知識。

影象中基本概念：色調，色相，飽和度，對比度，亮度

對比度：

對比度值不同顏色之間的差別。對比度越大，不同顏色之間的反差越大，即所謂黑白分明，對比度過大，影象就會顯得很刺眼。對比度越小，不同顏色之間的反差就越小。

亮度：

亮度指照射在景物或影象上光線的明暗程度。影象亮度增加時，就會顯得耀眼或刺眼。亮度越小時，影象就會顯得灰暗。

色調：

色調是各種影象色彩模式下原色的明暗程度，級別範圍從0到255，共256級色調。例如灰度影象，當色調級別為255時，就是白色，當級別為0時，就是黑色，中間是各種程度不同的灰色。在RGB模式中，色調代表紅，綠，藍三種原色的明暗程度，對綠色就有淡綠，深綠，深綠等不同的色調。
色調是指色彩外觀基本傾向。在明度，純度，色相這三個要素中，某種因素起主導作用，可以稱為某種色調。

色相：

色相就是顏色，調整色相就是調整景物的顏色，例如，彩虹由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色組成，那麼它就有七種色相。顧名思義即各類色彩的相貌稱謂，如大紅，普藍等。色相是色彩的首要特徵，是區別不同色彩的最準確的標準，事實上任何黑白灰以外的顏色都有色相的屬性，而色相也就是由原色（三原色），間色（由三原色調配出來的顏色）和複色（複色是用原色與間色相調或用間色與間色相調而成的“三次色”）來構成的。

飽和度：

飽和度是指影象顏色的濃度。飽和度越高，顏色越飽滿，即所謂的青翠欲滴的感覺。飽和度越低，顏色就會顯得越懷舊，慘淡。飽和度越0時，影象就為灰度影象。

在影象處理中，常見的顏色模型包括HSB（色相、飽和度、亮度）、RGB（紅色、綠色、藍色）、CMYK（青色、品紅、黃色、黑色）和CIE La

色相或者色調（Hue）是從物體反射或透過物體傳播的顏色。在0°到360°的標準色輪上，按位置度量色相。通常情況下，色相由顏色名稱標識，如紅色、橙色或綠色。

亮度（Brightness或者intensity）是顏色的相對明暗程度，通常使用從0%（黑色）至100%（白色）的百分比來度量

影象的色調通常是指影象的整體明暗度，例如，如果影象亮部畫素較多的話，則影象整體上看起來較為明快。反之，如果影象中暗部畫素較多的話，則影象整體上看起來較為昏暗。對於彩色影象而言，影象具有多個色調。通過調整不同顏色通道的色調，可對影象進行細微的調整。

在影象處理的各種顏色模型中，HSB模型以人類對顏色的感覺為基礎，描述了顏色的3種基本特性。

下面是我用Android中的ColorMatrix做的：

1. 把紅色的飽和度增加了50：
   

程式碼如下：

 ColorMatrix matrix = new ColorMatrix();
        Bitmap bitmap =mBitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888,true);
        Paint paint = new Paint();
        Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
        matrix.set(new float[]{
                1.0f,0.0f,0.0f,0,50,
                0.0f,1.0f,0.0f,0,0,
                0.0f,0.0f,1.0f,0,0,
                0,0,0,1,0
        });
        paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(matrix));
        canvas.drawBitmap(bitmap,0,0,paint);
        mImage.setImageBitmap(bitmap);

2. 把RGB的飽和度都增加了50：

   

ColorMatrix matrix = new ColorMatrix();
        Bitmap bitmap =mBitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888,true);
        Paint paint = new Paint();
        Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
        matrix.set(new float[]{
                1.0f,0.0f,0.0f,0,50,
                0.0f,1.0f,0.0f,0,50,
                0.0f,0.0f,1.0f,0,50,
                0,0,0,1,0
        });
        paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(matrix));
        canvas.drawBitmap(bitmap,0,0,paint);
        mImage.setImageBitmap(bitmap);

3. 懷舊效果：

 ColorMatrix matrix = new ColorMatrix();
        Bitmap bitmap =mBitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888,true);
        Paint paint = new Paint();
        Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
        matrix.set(new float[]{
                0.393f,0.769f,0.189f,0,0,
                0.349f,0.686f,0.168f,0,0,
                0.272f,0.534f,0.131f,0,0,
                0,0,0,1,0
        });
        paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(matrix));
        canvas.drawBitmap(bitmap,0,0,paint);
        mImage.setImageBitmap(bitmap);

其實就是降低飽和度

4. 浮雕效果：

浮雕的演算法就是這一個畫素點rgb減去上一個畫素點的rgb

   Bitmap bitmap =mBitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888,true);

       int[] newP = new int[bitmap.getWidth()*bitmap.getHeight()];
        int[] old = new  int[bitmap.getWidth()*bitmap.getHeight()];

        bitmap.getPixels(old,0,bitmap.getWidth(),0,0,bitmap.getWidth(),bitmap.getHeight());

        for(int i = 1;i<old.length;i++){
            int oldcolor = old[i-1];
            int r0 = Color.red(oldcolor);
            int g0 = Color.green(oldcolor);
            int b0 = Color.blue(oldcolor);
            int a0 = Color.alpha(oldcolor);

            int color = old[i];
            int r = Color.red(color);
            int g = Color.green(color);
            int b = Color.blue(color);
            int a = Color.alpha(color);

            int r1 = r-r0+128;
            if(r1<0){
                r1 = 0;
            }else if(r1>255){
                r1 = 255;
            }

            int g1 = g-g0+128;
            if(g1<0){
                g1 = 0;
            }else if(g1>255){
                g1 = 255;
            }


            int b1 = b-b0+128;
            if(b1<0){
                b1 = 0;
            }else if(b1>255){
                b1 = 255;
            }

            newP[i] = Color.argb(a,r1,g1,b1);

        }

       // paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(matrix));
       // canvas.drawBitmap(bitmap,0,0,paint);
        bitmap.setPixels(newP,0,bitmap.getWidth(),0,0,
                bitmap.getWidth(),bitmap.getHeight());
        mImage.setImageBitmap(bitmap);

5. 黑白
   

 ColorMatrix matrix = new ColorMatrix();
        Bitmap bitmap =mBitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888,true);
        Paint paint = new Paint();
        Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
        matrix.set(new float[]{
                0.213f,0.715f,0.072f,0,0,
                0.213f,0.715f,0.072f,0,0,
                0.213f,0.715f,0.072f,0,0,
                0,0,0,1,0
        });
        paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(matrix));
        canvas.drawBitmap(bitmap,0,0,paint);
        mImage.setImageBitmap(bitmap);

黑白的濾鏡，主要是灰度圖片的去色原理：只要把RGB的三色通道的數值設定為一樣，即R=G=B,那麼影象就變成了灰色，同時為了保證影象的亮度，需要使同一個通道中的R+G+B的結果接近1

關於colorMatrix可以參考：https://blog.csdn.net/harvic880925/article/details/51187277

圖層混合模式

PS中，混合圖層是製作濾鏡的必需品。

1.正常(Normal)模式：

在“正常模式下”，“混合色”的顯示與不透明度的設定有關。當“不透明度”為100%，“結果色”的畫素將完全由“混合色”代替；當不透明度小於100%時，混合色的畫素會透過所用的顏色顯示出來，顯示的程度取決於不透明度的設定與“基色”的顏色。如果在處理“點陣圖”顏色模式影象或“索引顏色”顏色模式影象時，正常模式就改稱為閥值模式了，不過功能時一樣的。

混合色*不透明度+(100%-混合色不透明度)*基色

2.溶解模式（Dissolve）

溶解模式下混合色的不透明度及填充都是100%的話，我們就看不到基色圖層。降低混合色圖層的不透明度後，我們就會發送結果色中出現了很多細小的顆粒。這些顆粒會隨著混合色的不透明度變化。不透明度越低，混合色圖層就被溶解的越多。剩下的部分就越少。不透明度越高，混合色圖層被溶解的部分就越少，剩下的部分就越多，結果色也就越接近混合色。

3.變暗模式

變暗混合模式下，會把混合色和基色進行對比，分別選擇R,G,B三組數值中最小的數值，也就是最暗的顏色作為結果色的數值。這樣整個畫面就會變暗，如果是彩色影象，顏色也會發生很大的改變。

4.正片疊底：

按照混合色與基色中的各R,G,B值計算，計算公式：結果色R=混合色R * 基色R / 255，G值與B值相同。由於各通道的最大值是255，因此結果色的數值比混合色即基色的數值都要小，也就是結果色要暗。

5.顏色加深

顏色加深可以快速增加圖片的暗部。計算公式：（基色 + 混合色 - 255）* 255 /混合色，如果（基色 + 混合色 - 255）出現負數，就直接歸0.因此在基色和混合色都較暗時就直接變成黑色了。這樣結果色的暗部就會增加。整體效果看上去對比較為強烈。

6.線性加深：

線性加深的計算公式是：結果色 =基色 +混合色 - 255，如果基色 +混合色的數值小於255，結果色就為0。由這個公式可以看出，畫面暗部會直接變成黑色。因此畫面整體會更暗。白色與基色混合得到基色，黑色與基色混合得到黑色。

7.深色模式：

它是通過計算混合色與基色的所有通道的數值，然後選擇數值較小的作為結果色。因此結果色只跟混合色或基色相同，不會產生出另外的顏色。白色與基色混合色得到基色，黑色與基色混合得到黑色。深色模式中，混合色與基色的數值是固定的，我們顛倒位置後，混合色出來的結果色是沒有變化的。

8.變涼模式：

變亮混合模式跟變暗模式是相對的，通過混合色與基色的相關數值進行比較，選擇較大的數值作為結果色。因此結果色會更亮，同時顏色也會變化。

9.濾色模式：

濾色模式與正片疊底模式相對。她的計算公式是用：255 -混合色的補色* 基色補色 / 255。得到的資料會比混合及基色更大，因此結果色會更亮。從計算公式也可以看出基色或混合色任何一項為255也就是白色，結果色數值就是255為白色。任何一項數值為0，也就是為黑色的話，結果色就跟數值不為0的一致。

10.顏色減淡：

顏色減淡是通過混合色及基色的各通道顏色值進行對比，減少二者的對比度使基色的變亮來反映混合色。
她的計算公式：結果色 = 基色 + (混合色 * 基色) / (255 - 混合色)。混合色為黑色，結果色就等於基色，混合色為白色結果色就為白色。基色為黑色結果色就為黑色。

11. 柔光模式：

柔光模式是較為常用的模式，她是根據混合色的通道數值選擇不同的公式計算混合色。數值大於128的時候，結果色就比基色稍亮；數值小於或等於128，結果色就比基色稍暗。柔光模式是以基色為主導，混合色只相應改變區域性明暗。其中混合色為黑色，結果色不會為黑色，只比結果色稍暗，混合色為中性色，結果色跟基色一樣。
計算公式：
混合色 <=128：結果色 =基色 + (2 混合色 - 255) * (基色 -基色基色 / 255) / 255；
混合色 >128：結果色= 基色 + (2 *混合色 - 255) * (Sqrt(基色/255)*255-基色)/255。

更多的模式參考：https://blog.csdn.net/trent1985/article/details/40891661