这几天研究了一下Photoshop的色相/饱和度命令,也就是所谓的HSB颜色模式,没完全搞明白,网上搜索也没一点结果,看了一些介绍HSB算法的文章,其实讲的就是HSV或者HSL的算法。

        关于PS色相/饱和度中的色相,就不用研究了,原理和HSV或者HSL的H都是一样的。

        而饱和度在-100,0,+100这三点上的效果与HSL完全一样,其它范围就有区别了,特别是在0 -- +100范围,调整时比HSL的H调整要平坦,所以有效调整幅度较大,有些图片调整到+50%以上还不觉很大失真(这里的“失真”是针对颜色中难看的斑点来说的,并不是说整个图片不觉失真),而HSL的H的正向调整10%以上就很难看了;与HSV则没一点是相同的,可见PS的色相/饱和度算法应该是在HSL基础上改进的。

        最令人困惑的是PS的明度调整,好像是“独立”于色相饱和度的。我们知道,要在程序中利用HSV或HSL模式调整V或者L,往往要先将RGB转换为HSV或HSL,或者至少要在其中将V或者L部分分离出来,修改后再转换为RGB模式(可参见我的文章《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 线性调整图像亮度 》分离HSL的L部分调整亮度),而PS的明度调整则不一样,完全不用转换RGB到所谓的HSB进行调整,直接写个函数就可以了,请看下面的Delphi过程及测试代码(分别用GDI+的TGpBitmap和Delphi的TBitmap测试),用于模仿PS明度调整(严格的说不叫模仿,而是实实在在的PS明度调整过程):

 

   说明:为了统一《GDI+ 在Delphi程序的应用》系列文章所用数据类型和图像处理格式,本文代码已作了修订,代码中所用Gdiplus单元下载地址及BUG更正见文章《GDI+ for VCL基础 -- GDI+ 与 VCL》。(2008.8.18记)




    数据类型:


1. type
2. // 与GDI+ TBitmapData结构兼容的图像数据结构 
3. packed record
4. // 图像宽度 
5. // 图像高度 
6. // 图像扫描线字节长度 
7. // 未使用 
8. // 图像数据地址 
9. // 保留 
10. end; 
11.   PImageData = ^TImageData; 
12. 
13. // 获取TBitmap图像的TImageData数据结构,便于处理TBitmap图像 
14. function
15. begin
16. .PixelFormat := pf32bit; 
17. .Width := Bmp.Width; 
18. .Height := Bmp.Height; 
19. .Scan0 := Bmp.ScanLine[Bmp.Height - 1]; 
20. .Stride := Result.Width shl 2; 
21. //  Result.Stride := (((32 * Bmp.Width) + 31) and $ffffffe0) shr 3; 
22. end;


    过程代码:


1. // 调整图象明度 
2. procedure
3. asm
4.     push    ebp
5.     push    esi
6.     push    edi
7.     push    ebx
8. 
9. 16] // edi = Data.Scan0 
10. 4]  // edp = Data.Height * Data.Width 
11.     imul    ebp, [eax]
12. // esi = Value 
13. 255        // ebx = 255 
14.     cld
15. // for (i = ebp; i > 0; i --) 
16. 3          // { 
17. //   for (j = 3; j > 0; j --) 
18. //   { 
19.     push    eax
20.     test    esi, esi
21. 1
22. //     if (Value > 0) 
23. //       rgb = rgb + (255 - rgb) * Value / 255 
24. 1:
25. //     else 
26. //       rgb = rgb + rgb * Value / 255 
27.     idiv    ebx
28.     pop     edx
29.     add     eax, edx
30. 2             //     rgb = max(0, min(255, rgb)) 
31. xor
32. 3
33. 2:
34.     cmp     eax, ebx
35. 3
36.     mov     eax, ebx
37. 3:
38. //     *edi ++ = rgb 
39. //   } 
40. //   edi ++ 
41.     dec     ebp
42. // } 
43. 
44.     pop     ebx
45.     pop     edi
46.     pop     esi
47.     pop     ebp
48. end;
49. 
50. // 调整GDI+图象明度 
51. procedure
52. var
53.   Data: TBitmapData;
54. begin
55. if Value = 0 then
56. .LockBits(GpRect(0, 0, Bmp.Width, Bmp.Height), [imRead, imWrite], pf32bppARGB);
57. try
58.     PSBrightness(TImageData(Data), Value);
59. finally
60. .UnlockBits(Data);
61. end;
62. end;
63. 
64. // 调整TBitmap图象明度 
65. procedure
66. begin
67. if Value <> 0 then
68.     HSLBrightness(GetImageData(Bmp), Value);
69. end;


        可以看出,上面的PSBrightness过程没有依赖任何颜色模式转换,而是采用了下面这个伪代码公式:


if  (value  >=   0 )
  RGB  =  RGB  +  ( 255   -  RGB)  *  value  /   255 ;
else
  RGB  =  RGB  +  RGB  *  value  /   255 ;


其中RGB分别表示颜色的R、G、B,value为明度值。那么这个公式的含义是什么的,其实就是HSL转换为RGB的L部分的公式变形,我在《GDI+ 在Delphi程序的应用 -- 线性调整图像亮度 》中采用的公式和它形式是一样的,只是计算基数不同 :


L  =  L  -   128 ;
if  (L  >=   0 )
  RGB  =  RGB  +  ( 255   -  RGB)  *  L  /   128 ;
else
  RGB  =  RGB  +  RGB  *  L  /   128 ;


        前者使用的是value的全范围255或者100%(公式后的/255改为/100),而后者采用的是L的1/2,也就是128或者50%(就这点区别,效果可就大相径庭了),而且要利用L调整亮度,必须从HSL空间中获取L再加上调整值,而PS明度调整则不需要从HSB的得到原来的B,这就意味着B在HSB中始终为“0”!虽然PS的明度调整是和色相/饱和度调整放在一起的,但完全不依赖于色相/饱和度,这就是我感觉其好像是“独立”的原因,也是研究PS饱和度算法不果的重要原因(一个B=0的HSB模式,光靠HS部分怎样正确转换为R、G、B?要知道HSV的V和HSL中的L在正确转换为RGB模式中至关重要!)。

RGB = RGB + (255 - RGB)  *value255转换为RGB = (RGB * (255 - value) + 255 * value) / 255,如果value用1表示最大值255,则为RGB = RGB * (1 - value) + 255 * value,可以看出什么呢?凡是知道图像合成的人都知道这个公式,其实PS的明度调整是采用Alpha合成方式,这里的value就是Alpha,公式前面部分RGB * (1 - value)的是图像部分,后面的255 * value部分则是一个白色遮照层,明度越大,遮照层的Alpha越大,图像就越谈,反之亦然。而明度的负调整则是以一个黑色遮照层来完成的。负100%就全黑了。只有遮照层Alpha=0,也就是明度值为0时,才是完完全全的图片显示。要验证上面的说法很简单,一是运行我的测试代码,而是在PS中,用一个全白或全黑图层覆盖在一张图片上,调整这个层的不透明度,可以看出和明度调整效果完全一样!

        其实,我只是对PS的饱和度调整感兴趣,原因前面已经说了,比HSV和HSL的饱和度调整效果要好,范围要大,饱和度算法没研究出来,到搞了个明度调整过程。希望知道PS饱和度算法的朋友不吝赐教,本人不甚感激!


  测试代码:


1. 
2. procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
3. var
4.   Image: TGpBitmap;
5.   g: TGpGraphics;
6. begin
7. .Create('D:/VclLib/GdiplusDemo/Media/20041001.jpg');
8. .Create(Handle, False);
9. .DrawImage(Image, 10, 10);
10. 30);
11. .DrawImage(Image, 10, 220);
12. .Free;
13. .Free;
14. end;
15. 
16. procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
17. var
18.   Image: TBitmap;
19. begin
20. .Create;
21. .LoadFromFile('D:/VclLib/GdiplusDemo/Media/20041001.bmp');
22. .Draw(10, 10, Image);
23. 30);
24. .Draw(10, 220, Image);
25. .Free;
26. end;