среда, 26 декабря 2012 г.

Псевдо-HDR эффект средствами Pixilang


Псевдо-HDR эффект (или тональное отображение, хотя я не уверен в уместности этого термина в данном случае, когда за основу берется обычная 24битная картинка) - грубо говоря, выборочное вытягивание уровней одной фотографии таким образом, чтобы темные участки стали более яркими и контрастными. Приведу пример. Вы сделали снимок против Солнца. В итоге хорошо вышло небо с облаками, а деревья и какие-то детали в тени получились темными и неразборчивыми. Здесь этот эффект в какой-то мере спасет ситуацию. Главное не переборщить, так как более темные участки содержат большее количество шумов.

Понятно, что существует масса программ с реализацией описанного эффекта. Но мне всегда было интересно создать такую функцию средствами пиксельно-ориентированного языка Pixilang, автором которого я являюсь :) Зачем? Во-первых, чтобы понять, как  оно работает. Во-вторых, чтобы при желании можно было обрабатывать не только фотографии, но и любую графику, анимацию, видео. В-третьих, чтобы любой мог добавить эту функцию в свою программу.

Сказано - сделано. Посмотрим сначала на исходник получившейся программы.

/*
    hdr_simulation.pixi

    Copyright (c) 2012, Alexander Zolotov
    http://www.warmplace.ru

    Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
    of this software and associated documentation files (the "Software"), to 
    deal in the Software without restriction, including without limitation the 
    rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or
    sell copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is 
    furnished to do so, subject to the following conditions:

    The above copyright notice and this permission notice shall be included in 
    all copies or substantial portions of the Software.

    THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR 
    IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, 
    FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
    AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER 
    LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING 
    FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
    IN THE SOFTWARE.
*/

scr = get_screen()
xsize = get_xsize( scr )
ysize = get_ysize( scr )
clear()

//$src - source image (container of PIXEL type)
//$filter_radius (in percent)
fn apply_hdr_effect( $src, $filter_radius, $intensity )
{
    $src_xsize = get_xsize( $src )
    $src_ysize = get_ysize( $src )

    //Make grayscale copy:
    $img2 = clone( $src )
    $c = new( $src_xsize, $src_ysize, FLOAT32 )
    split_rgb( 0, $src, -1, $c ) //Get red channel
    split_rgb( 1, $img2, $c, $c, $c )

    //Blur grayscale image:
    $scr = get_screen()
    set_screen( $img2 )
    $size = ( $src_xsize * $filter_radius ) / 100
    effector( EFF_HBLUR, $size )
    effector( EFF_VBLUR, $size )
    set_screen( $scr )

    //Invert it:
    op_cn( OP_XOR, $img2, WHITE )

    //Do normalization:
    split_rgb( 0, $img2, $c )
    op_cc( OP_MUL, $c, $c ) //Add contrast
    op_cc( OP_MUL, $c, $c ) //Add contrast
    if $intensity != 1
    {
op_cn( OP_MUL, $c, $intensity )
    }
    op_cn( OP_ADD, $c, 1 ) //Add base level
    $r = clone( $c ) 
    $g = clone( $c ) 
    $b = clone( $c )
    split_rgb( 0, $src, $r, $g, $b )
    op_cc( OP_MUL, $r, $c )
    op_cc( OP_MUL, $g, $c )
    op_cc( OP_MUL, $b, $c )
    split_rgb( 1, $src, $r, $g, $b )
    remove( $r )
    remove( $g )
    remove( $b )
    
    remove( $c )
    remove( $img2 )
}

//Load image:
img = load( "images/dark.jpg" )
set_flags( img, CFLAG_INTERP )
img_xsize = get_xsize( img )
img_ysize = get_ysize( img )
s = 1
if img_xsize > xsize || img_ysize >= ysize
{
    s1 = xsize / img_xsize
    s2 = ysize / img_ysize
    if s1 < s2 { s = s1 } else { s = s2 }
}
pixi( img, 0, 0, WHITE, s, s )
frame( 500 )

apply_hdr_effect( img, 3, 2 )
set_flags( img, CFLAG_INTERP )
save( img, "hdr.jpg", FORMAT_JPEG, 95 )

start_timer( 0 )
while 1
{
    t = get_timer( 0 )
    transp( t / 64 )
    pixi( img, 0, 0, WHITE, s, s )
    frame()
    while get_event() { if EVT[ EVT_TYPE ] == EVT_QUIT { halt } }
}

Функция apply_hdr_effect( $img, $radius, $intensity ) обрабатывает псевдо-HDR фильтром картинку $img. Параметры: $radius - радиус blur-фильтра; $intensity - интенсивность эффекта (нормальное значение - 1 или 2).

Теперь посмотрим на результаты.

Исходное изображение:
После обработки:

Исходное изображение:
После обработки:

Исходное изображение:
После обработки:

Исходное изображение:
После обработки:

Думаю, что со временем программа обрастет дополнительными возможностями. Последняя версия находится в дистрибутиве Pixilang, в папке examples/graphics, файл hdr_simulation.pixi. Надеюсь, кому-то это окажется полезным :)

2 комментария:

antsnark комментирует...

не псевдо-HDR а tone mapping

NightRadio комментирует...

Спасибо, добавлю и этот термин. Может, он даже более корректный. Просто в сети встречаю и то и другое.