从像素中解锁艺术：探索 OpenGL 的图像滤镜

2023-11-22 05:09:57

OpenGL 学习指南：第 16 章颠倒、灰度、漩涡和马赛克滤镜

导言

在计算机图形学领域，图像滤镜的作用至关重要，它们可以将平庸的图像转变成引人入胜的视觉杰作。从简单的灰度转换到令人惊叹的漩涡效果，OpenGL 提供了丰富的图像滤镜工具，让你释放无限创意。在这篇文章中，我们将深入探索 OpenGL 中的颠倒、灰度、漩涡和马赛克滤镜，让你了解如何使用它们来增强你的图形应用程序。

OpenGL 图像滤镜概览

OpenGL 中的图像滤镜本质上是片段着色器，它们允许你在像素级别操纵图像。这些着色器使用片段数据，例如位置、法线和纹理坐标，来计算每个像素的颜色。通过修改着色器中的代码，你可以实现各种视觉效果，从简单的色彩校正到复杂的变形效果。

实施图像滤镜

在 OpenGL 中实施图像滤镜需要以下步骤：

创建片段着色器： 编写一个片段着色器，其中包含图像滤镜的代码。
创建着色器程序： 将顶点着色器和片段着色器链接在一起，创建一个着色器程序。
绑定着色器程序： 在渲染过程中，将着色器程序绑定到 OpenGL 上下文。
设置统一变量： 如果需要，将统一变量（例如颜色值或变换矩阵）传递给着色器。
渲染图像： 使用渲染命令（例如 glDrawArrays）渲染图像，其中应用了图像滤镜。

颠倒滤镜

颠倒滤镜将图像沿垂直轴翻转，创建一个镜像效果。这可以通过在片段着色器中交换纹理坐标的 y 分量来实现。

void main() {
    vec2 texCoord = vec2(gl_TexCoord[0].x, 1.0 - gl_TexCoord[0].y);
    vec4 color = texture2D(texture, texCoord);
    gl_FragColor = color;
}

灰度滤镜

灰度滤镜将图像转换为黑白。这可以通过将每个像素的颜色值转换为其平均值来实现。

void main() {
    vec3 color = texture2D(texture, gl_TexCoord[0].xy).rgb;
    float gray = (color.r + color.g + color.b) / 3.0;
    gl_FragColor = vec4(gray, gray, gray, 1.0);
}

漩涡滤镜

漩涡滤镜将图像扭曲成漩涡状。这可以通过使用纹理坐标的极坐标表示来实现，然后将这些坐标映射到一个扭曲的极坐标系。

void main() {
    vec2 texCoord = gl_TexCoord[0].xy;
    float angle = atan(texCoord.y, texCoord.x);
    float radius = length(texCoord);
    vec2 warpedTexCoord = vec2(radius * cos(angle + 0.5), radius * sin(angle + 0.5));
    vec4 color = texture2D(texture, warpedTexCoord);
    gl_FragColor = color;
}

马赛克滤镜

马赛克滤镜将图像分割成更小的块状区域。这可以通过使用 mod() 函数来计算每个像素的块坐标，然后使用这些坐标从较低分辨率的纹理中采样颜色来实现。

void main() {
    vec2 texCoord = gl_TexCoord[0].xy;
    vec2 blockCoord = vec2(mod(texCoord.x, 0.1), mod(texCoord.y, 0.1));
    vec4 color = texture2D(texture, blockCoord);
    gl_FragColor = color;
}