图像柔光效果（SoftGlow）的原理及其实现

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　图像柔光效果在很多商业软件中都有实现，比如美图秀秀，光影魔术手等。其能针对原始图像产生一副新的比较平滑感觉光线比较柔和的效果，给人一种朦胧美，如下面几幅图所示：

目前，关于该算法的可控参数，美图秀秀只提供了一个程度（0-100%）控制量，其算法调节的效果和幅度都较小，光影魔术手有柔化程度和高光柔化两个参数，其中柔化程度控制柔化的朦胧效果，高光柔化调节图像的亮度。还有一些开源的软件如Imagestone、paint.net、gimp也有softglow算法，他们都提供了3个控制量：半径、亮度、对比度（锐度），其中Imagestone其实是翻译的gimp的算法，而GIMP和paint.net的算法在基本原理上是一样的，细节上有所区别而已。

我们以paint.net的实现过程为例进行说明，在paint.net的源代码中，GlowEffect.cs为实现该效果的文件，我抽取其部分源代码简要说明下这个算法的过程。

public GlowEffect() : base(StaticName, StaticImage, null, EffectDirectives.None, true)

{

this.blurEffect = new BlurEffect();

this.bcAdjustment = new BrightnessAndContrastAdjustment();

this.screenBlendOp = new UserBlendOps.ScreenBlendOp();

}

以及代码片段：

public override unsafe void Render(

EffectConfigToken parameters,

RenderArgs dstArgs,

RenderArgs srcArgs,

System.Drawing.Rectangle[] rois,

int startIndex,

int length)

{

// First we blur the source, and write the result to the destination surface

// Then we apply Brightness/Contrast with the input as the dst, and the output as the dst

// Third, we apply the Screen blend operation so that dst = dst OVER src

ThreeAmountsConfigToken token = (ThreeAmountsConfigToken)parameters;

AmountEffectConfigToken blurToken = new AmountEffectConfigToken(token.Amount1);

this.blurEffect.Render(blurToken, dstArgs, srcArgs, rois, startIndex, length);

BrightnessAndContrastAdjustmentConfigToken bcToken = new BrightnessAndContrastAdjustmentConfigToken(token.Amount2, token.Amount3);

this.bcAdjustment.Render(bcToken, dstArgs, dstArgs, rois, startIndex, length);

for (int i = startIndex; i < startIndex + length; ++i)

{

Rectangle roi = rois[i];

for (int y = roi.Top; y < roi.Bottom; ++y)

{

ColorBgra* dstPtr = dstArgs.Surface.GetPointAddressUnchecked(roi.Left, y);

ColorBgra* srcPtr = srcArgs.Surface.GetPointAddressUnchecked(roi.Left, y);

screenBlendOp.Apply(dstPtr, srcPtr, dstPtr, roi.Width);

}

　由以上代码初步得出结论：他们是以高斯模糊以及亮度对比度调节两个滤镜为基础，稍作混合即可。

第一步：备份原始图像；

第二步：对原始图像按指定的半径进行高斯模糊；

第三步：对模糊后的图像继续进行亮度和对比度的调整；

第四步：用原始图像的备份数据通原始图像（经过上述二及三处理后的图像）按照Photoshop的滤色（Screen)方式进行混合。

关于滤色方式的混合算法这里简单的提一下： Blend = X + Y - X * Y / 255 ; 其中X和Y分别表示基色和混合色，Blend表示结果色。

算法的源码可以参考我在上面说的几个开源的软件，当然这可能需要你有一定的编程基础，毕竟那些软件的框架都比较复杂。

关于算法的执行速度可以说只取决于第二步，因为亮度对比度的调节实际上是个查表的过程（PS的亮度对比度指令其实要比大家想象的复杂点的，这个有机会再谈，也可以参考阿发伯的博文http://blog.csdn.net/maozefa/article/details/4778934），而第四步其实也是可以用查表的方式来加速的（不过一定要用一位的方式)。高斯模糊这个老生长谈的问题，在我所搜索过的网页中是没有谁给出过一个完整的、完美的、执行速度和指定半径无关的、可运行的VB或VC或JAVA程序源代码（一般都是给出参考文章介绍）。我自己有这个方面的代码，不过我也不愿意共享。真正有兴趣的我推荐你去找GIMP的算法代码，在GIMP的整个源码系统，至少给出了三种高斯模糊优化的代码，分别位于blur-gauss.c(给出了2种：RLE及IIR优化代码）以及contrast-retinex.c中（代码特别简洁），当然，那些代码如果提取出来还应该进行代码层面的整理和优化。Paint.net也提供了高斯模糊函数，不过期实质并不是高斯模糊，而是一种用线性分布的权重函数代替恒值权重，不过那个算法里面没有浮点运算，并且还存在比Paint.net里的代码快很多即执行时间于半径无关的优化算法，而且该优化算法比任何真正的高斯模糊优化算法要快1倍多，而效果上区别不大，可作为实时性特别强的场合的备用算法。

同样，提供个编译好的文件给有兴趣研究该算法的朋友看看效果：

http://files.cnblogs.com/Imageshop/SoftGlow.rar

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