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OpenGLES滤镜开发汇总 —— 仿抖音幻觉滤镜

OpenGLES滤镜开发汇总 —— 仿抖音幻觉滤镜

作者: cain_huang | 来源:发表于2018-09-19 23:44 被阅读721次

    首先,我们观察抖音的幻觉滤镜,可以看到有两个过程组成。主纹理以及上一帧纹理组成,主纹理经过LUT颜色映射得到。如果拍摄的视频是静态的,则由于上一帧和当前主纹理是图像是一样的,那样整个画面就重叠了,此时是看不出幻觉效果的,只有LUT颜色映射之后的图像效果。我们了解了整个过程的构建,接下来我们来看看如何实现:

    1、拿上一帧与主图像进行混合:

    precision mediump float;
    varying vec2 textureCoordinate;
    uniform sampler2D inputTexture;     // 当前输入纹理
    uniform sampler2D inputTextureLast; // 上一次的纹理
    
    // 分RGB通道混合,不同颜色通道混合值不一样
    const lowp vec3 blendValue = vec3(0.1, 0.3, 0.6);
    
    void main() {
        // 当前纹理颜色
        vec4 currentColor = texture2D(inputTexture, textureCoordinate);
        // 上一轮纹理颜色
        vec4 lastColor = texture2D(inputTextureLast, textureCoordinate);
        // 将两者混合
        gl_FragColor = vec4(mix(lastColor.rgb, currentColor.rgb, blend), currentColor.w);
    }
    

    备注:这里对RGB通道使用不同的值进行线性混合得到,这里可以任意自己调整

    2、LUT映射函数
    我们可以看到图像是经过滤镜处理得到的,这个过程我们采用一个lut滤镜进行处理,加载lut函数如下:

    vec4 getLutColor(vec4 textureColor, sampler2D lookupTexture) {
        mediump float blueColor = textureColor.b * 63.0;
    
        mediump vec2 quad1;
        quad1.y = floor(floor(blueColor) / 8.0);
        quad1.x = floor(blueColor) - (quad1.y * 8.0);
    
        mediump vec2 quad2;
        quad2.y = floor(ceil(blueColor) / 8.0);
        quad2.x = ceil(blueColor) - (quad2.y * 8.0);
    
        highp 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);
    
        highp 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);
    
        lowp vec4 newColor1 = texture2D(lookupTexture, texPos1);
        lowp vec4 newColor2 = texture2D(lookupTexture, texPos2);
    
        lowp vec4 newColor = mix(newColor1, newColor2, fract(blueColor));
        vec4 color = vec4(newColor.rgb, textureColor.w);
        return color;
    }
    

    3、经过颜色映射之后,我们得到最终的fragment shader,如下所示:

    precision mediump float;
    varying vec2 textureCoordinate;
    uniform sampler2D inputTexture;     // 当前输入纹理
    uniform sampler2D inputTextureLast; // 上一次的纹理
    uniform sampler2D lookupTable;      // 颜色查找表纹理
    
    // 分RGB通道混合,不同颜色通道混合值不一样
    const lowp vec3 blendValue = vec3(0.1, 0.3, 0.6);
    
    // 计算lut映射之后的颜色值
    vec4 getLutColor(vec4 textureColor, sampler2D lookupTexture) {
        mediump float blueColor = textureColor.b * 63.0;
    
        mediump vec2 quad1;
        quad1.y = floor(floor(blueColor) / 8.0);
        quad1.x = floor(blueColor) - (quad1.y * 8.0);
    
        mediump vec2 quad2;
        quad2.y = floor(ceil(blueColor) / 8.0);
        quad2.x = ceil(blueColor) - (quad2.y * 8.0);
    
        highp 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);
    
        highp 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);
    
        lowp vec4 newColor1 = texture2D(lookupTexture, texPos1);
        lowp vec4 newColor2 = texture2D(lookupTexture, texPos2);
    
        lowp vec4 newColor = mix(newColor1, newColor2, fract(blueColor));
        vec4 color = vec4(newColor.rgb, textureColor.w);
        return color;
    }
    
    void main() {
        // 当前纹理颜色
        vec4 currentColor = texture2D(inputTexture, textureCoordinate);
        // 上一轮纹理颜色
        vec4 lastColor = texture2D(inputTextureLast, textureCoordinate);
        // lut映射的颜色值
        vec4 lutColor = getLutColor(currentColor, lookupTable);
        // 将lut映射之后的纹理与上一轮的纹理进行线性混合
        gl_FragColor = vec4(mix(lastColor.rgb, lutColor.rgb, blend), currentColor.a);
    }
    

    4、绑定纹理。我们需要对纹理进行绑定,操作如下:

        @Override
        public void onDrawFrameBegin() {
            super.onDrawFrameBegin();
    
            // 绑定上一次纹理
            GLES30.glActiveTexture(GLES30.GL_TEXTURE1);
            GLES30.glBindTexture(getTextureType(), mLastTexture);
            GLES30.glUniform1i(mLastTextureHandle, 1);
    
            // 绑定lut纹理
            GLES30.glActiveTexture(GLES30.GL_TEXTURE2);
            GLES30.glBindTexture(getTextureType(), mLookupTable);
            GLES30.glUniform1i(mLastTextureHandle, 2);
        }
    
        /**
         * 设置上一次纹理id
         * @param lastTexture
         */
        public void setLastTexture(int lastTexture) {
            mLastTexture = lastTexture;
        }
    
        /**
         * 设置lut纹理id
         * @param lookupTableTexture
         */
        public void setLookupTable(int lookupTableTexture) {
            mLookupTable = lookupTableTexture;
        }
    

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