一个模糊工具的算法？

Question

我正在尝试实现一个涂抹工具，类似于Gimp或Photoshop中的工具。我尝试了许多变化，但它们都有问题。我已经尝试了从图像位置P1到P2进行涂抹的基本方法：

1. 从P1拷贝当前画笔大小的矩形。
2. 以低不透明度在P2处绘制此矩形。

看起来很好，也达到了预期的涂抹效果，但主要问题是涂抹似乎会使图像变暗。特别是当使用小画笔间距时，反复涂抹会将区域变成黑色。您有什么建议或标准算法可以供我参考吗？我已经查看了Gimp源代码，但很难理解。

如果有影响的话，我是在移动设备（Android，Java）上工作，因此最好使用一些快速的方法。

- RichardNewton

Answer 1

我怀疑你的算法不断地将矩形绘制在彼此之上，很可能会对其值进行平均以获取下方的新颜色值。根据程序设置的具体情况，我敢打赌，由于这种重复的平均，RGB值即将变为0x000000。这也解释了为什么步长较小的区域更快地变黑，因为更多的步骤意味着更多的平均。我曾经拥有一个类似的问题，一个颜色变换器反复模糊，在边缘处变黑。

在这里可以找到一个关于如何创建自己的涂抹工具的好教程：https://web.archive.org/web/20100916174858/http://losingfight.com:80/blog/2007/09/04/how-to-implement-smudge-and-stamp-tools/ 不幸的是，所有的例子都是用Objective-C编写的，但文本解释得相当不错。

希望这能有所帮助。

- MysteryMoose

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谢谢提示。您能建议我在将涂抹图像混合回目标图像时该怎么做，以避免它变黑吗？实际上，我已经读了那篇教程（这是我唯一能找到的！）几次，但我看不出他与我有什么不同。他没有提到混合模式。有什么想法吗？ - RichardNewton

我已经有一段时间没做计算机图形了，但还是试着解决一下问题。从我的观察来看，问题可能是由于你的不透明度引起的。你实际上是如何执行变换的呢？如果我们将值推向极端，会有几种清晰的可能性。例如，使用平均值合成蓝色和自身时应该始终得到蓝色，就像将一个实心颜色块涂抹到自己上面的情况一样。那么，如果你把蓝色拖进红色中呢？理论上，你应该得到紫色。重复涂抹应该会得到更均匀的紫色，直到达到0xFF00FF。 - MysteryMoose

谢谢回复。我所做的只是使用标准的绘制位图过程（因此位图将出现在第一个轻微透明之上），说“将位图从先前位置绘制到新位置，透明度设置为X百分比”。将蓝色涂入红色确实会产生紫色。奇怪的是，我可以继续单独擦拭紫色、红色和蓝色，它们不会变暗。然而，在紫色和蓝色重叠的地方擦拭很快就会产生黑色（这对于紫色+红色来说并非如此），而擦拭任何带有一些黑色的东西很快就会产生更多的黑色。 - RichardNewton

嗯，我觉得从蓝色和紫色中得到黑色的行为相当令人困惑，因为在任何时候，你都没有手动引入任何绿色通道。我猜你开始使用的是白色画布，只有在我敦促下才转移到蓝色+红色？如果是这样，绿色通道应该是255，而不是零。你能发一下你的代码吗？抱歉，否则我会很困惑。 - MysteryMoose

哎呀，我发现我的颜色选择器有一个错误，所以蓝色和红色都带有一点绿色...混合蓝色和红色的行为是符合预期的。然而，如果我使用蓝绿色和红色，我可以通过涂抹使它们变成黑色。:-\ - RichardNewton

我发现答案中的链接无效 - 在这里提供正确的链接，以防其他人找到此页面 - http://losingfight.com/blog/2007/09/05/how-to-implement-smudge-and-stamp-tools/ - 这是示例代码 - https://bitbucket.org/andyfinnell/smudge - Hugo Scott-Slade

Answer 2

你的问题在于Android使用预乘alpha来处理位图。当合成时，alpha通道与RGB相乘以节省时间。

以下是问题的示例。这两个画笔完全相同，唯一的区别是底部的画笔渲染时透明度为5%。

当创建一个模糊工具时，这将如何呈现是模糊正在呈现非常低的alpha像素(通常来自掩蔽效果，或者仅来自于原始位图本身)。当许多这些位图在彼此之上呈现（如模糊）时，它会变成灰色。

我在为我正在编写的Android照片编辑应用程序构建模糊工具时也遇到了这个错误，但遗憾的是我尚未找到一个好的解决方案。

alpha和rgb通道需要在不透明的位图中分别呈现，然后以某种方式重新组合。不幸的是，在Android目前似乎没有很好的方法来做到这一点。

如果您想出解决方案，我很想听听您的想法。希望这将为您提供有关问题原因的一些信息，并为修复提供一些灵感。

- Kleptine

Answer 3

这是一个相对较旧的话题，但我发现自己也遇到了同样的问题（涂抹变成黑色）。我也在按照这个教程进行操作：

http://losingfight.com/blog/2007/09/05/how-to-implement-smudge-and-stamp-tools/

正如GuyNoir所提到的，问题在于Android中位图的预乘alpha，其中存储在内存中的颜色值已经乘以alpha值。顺便说一下，模糊也会受到同样的问题，形成一个暗色光晕。

使用画布API没有办法解决这个问题，因为：

“只有预乘位图才能由视图系统或画布绘制。”

因此，我们必须通过Bitmap＃getPixels（）提取像素并手动进行混合。这肯定会对性能产生影响，但实现起来并不太难。

因此，对于每个像素：

alpha = ( SourceAlpha * strength ) + ( DestinationAlpha * ( 1 - strength ) )

color = ( SourceColor * strength ) + ( DestinationColor * ( 1 - strength ) )

目标是要涂抹的图像，源是画笔。 强度表示你在涂抹画笔时施加的力度。

- Emeric Beaufays