OpenGL ES 相机 LUT 滤镜
共 4562字,需浏览 10分钟
·
2021-10-16 06:09
OpenGLES 相机 LUT 滤镜
左侧为 LUT 滤镜效果,右侧为原图
什么是 LUT ? LUT 是 Look Up Table 的简称,称作颜色查找表,是一种针对色彩空间的管理和转换技术。
它可以分为一维 LUT(1D LUT) 和 三维 LUT(3D LUT),其中三维 LUT 比较常用。简单来讲,LUT 就是一个 RGB 组合到另一个 RGB 组合的映射关系表。
LUT(R, G, B) = (R1, G1, B1)
LUT 滤镜是一种比较经典的滤镜,本质上属于独立像素点替换,即根据 OpenGL 采样器对纹理进行采样得到的像素点,再基于像素点的(R,G,B)分量查表,获得 LUT 映射的(R1,G1,B1),替换原来的输出。
一般 RGB 像素占用 3 个字节,包含 3 个分量,每个分量有 256 种取值,那么三维 LUT 模板就可以包含 256 X 256 X 256 种情况,占用 48MB 内存空间。
这样一个 LUT 模板内存占用过大同时也降低了查找的效率,通常会采取下采样方式来降低数据量。
例如可以对三维 LUT 模板每个分量分别进行 64 次采样,这样就获得一个 64 X 64 X 64 大小的映射关系表,对于不在表内的颜色值可以进行插值获得其相似结果。
三维 LUT 模板,即64 X 64 X 64 大小的映射关系表,通常是用一张分辨率为 512 X 512 的二维图片表示,称为 LUT 图(模板图)。
LUT 图在横竖方向上被分成了 8 X 8 一共 64 个小方格,每一个小方格内的 B(Blue)分量为一个定值,64 个小方格一共表示了 B 分量的 64 种取值。
对于每一个小方格,横竖方向又各自分为 64 个小格,以左下角为原点,横向小格的 R(Red)分量依次增加,纵向小格的 G(Green)分量依次增加。
至此,我们可以根据原始采样像素 RGB 中的 B 分量值,确定我们要选用 LUT 图中的第几个小格,然后再根据(R,G)分量值为纵横坐标,确定映射的 RGB 组合。
OpenGLES 实现 LUT 滤镜的 GLSL 脚本。
// Lut 滤镜
#version 100
precision highp float;
varying vec2 v_texcoord;
//Lut 纹理
uniform sampler2D s_LutTexture;
uniform lowp sampler2D s_textureY;
uniform lowp sampler2D s_textureU;
uniform lowp sampler2D s_textureV;
vec4 YuvToRgb(vec2 uv) {
float y, u, v, r, g, b;
y = texture2D(s_textureY, uv).r;
u = texture2D(s_textureU, uv).r;
v = texture2D(s_textureV, uv).r;
u = u - 0.5;
v = v - 0.5;
r = y + 1.403 * v;
g = y - 0.344 * u - 0.714 * v;
b = y + 1.770 * u;
return vec4(r, g, b, 1.0);
}
void main()
{
//原始采样像素的 RGBA 值
vec4 textureColor = YuvToRgb(v_texcoord);
//获取 B 分量值,确定 LUT 小方格的 index, 取值范围转为 0~63
float blueColor = textureColor.b * 63.0;
//取与 B 分量值最接近的 2 个小方格的坐标
vec2 quad1;
quad1.y = floor(floor(blueColor) / 8.0);
quad1.x = floor(blueColor) - (quad1.y * 8.0);
vec2 quad2;
quad2.y = floor(ceil(blueColor) / 7.9999);
quad2.x = ceil(blueColor) - (quad2.y * 8.0);
//通过 R 和 G 分量的值确定小方格内目标映射的 RGB 组合的坐标,然后归一化,转化为纹理坐标。
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);
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);
//取目标映射对应的像素值
vec4 newColor1 = texture2D(s_LutTexture, texPos1);
vec4 newColor2 = texture2D(s_LutTexture, texPos2);
//使用 Mix 方法对 2 个边界像素值进行混合
vec4 newColor = mix(newColor1, newColor2, fract(blueColor));
gl_FragColor = mix(textureColor, vec4(newColor.rgb, textureColor.w), 1.0);
}
LUT 滤镜对比图
-- END --
技术交流扫码添加我的微信:Byte-Flow
免费获取视频教程和源码
推荐:
FFmpeg + OpenGLES 实现视频解码播放和视频滤镜
觉得不错,点个在看呗~