最近写自己的个人项目，是用OpenGL去实现一个拍视频的应用，可以在写滤镜这一块，遇到了麻烦，对于图像方面的知识不足，导致自己理解不了那些滤镜的编写，现在先补充一下基本知识。
图像中基本概念：色调，色相，饱和度，对比度，亮度
对比度：
对比度值不同颜色之间的差别。对比度越大，不同颜色之间的反差越大，即所谓黑白分明，对比度过大，图像就会显得很刺眼。对比度越小，不同颜色之间的反差就越小。
亮度：
亮度指照射在景物或图像上光线的明暗程度。图像亮度增加时，就会显得耀眼或刺眼。亮度越小时，图像就会显得灰暗。
色调：
色调是各种图像色彩模式下原色的明暗程度，级别范围从0到255，共256级色调。例如灰度图像，当色调级别为255时，就是白色，当级别为0时，就是黑色，中间是各种程度不同的灰色。在RGB模式中，色调代表红，绿，蓝三种原色的明暗程度，对绿色就有淡绿，深绿，深绿等不同的色调。
色调是指色彩外观基本倾向。在明度，纯度，色相这三个要素中，某种因素起主导作用，可以称为某种色调。
色相：
色相就是颜色，调整色相就是调整景物的颜色，例如，彩虹由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色组成，那么它就有七种色相。顾名思义即各类色彩的相貌称谓，如大红，普蓝等。色相是色彩的首要特征，是区别不同色彩的最准确的标准，事实上任何黑白灰以外的颜色都有色相的属性，而色相也就是由原色（三原色），间色（由三原色调配出来的颜色）和复色（复色是用原色与间色相调或用间色与间色相调而成的“三次色”）来构成的。
饱和度：
饱和度是指图像颜色的浓度。饱和度越高，颜色越饱满，即所谓的青翠欲滴的感觉。饱和度越低，颜色就会显得越怀旧，惨淡。饱和度越0时，图像就为灰度图像。
在图像处理中，常见的颜色模型包括HSB（色相、饱和度、亮度）、RGB（红色、绿色、蓝色）、CMYK（青色、品红、黄色、黑色）和CIE Lab*等，因此，相应的颜色模式也就有RGB、CMYK、Lab等。在HSB颜色模型中，色相、饱和度、亮度是对图像属性的基本描述。
色相或者色调（Hue）是从物体反射或透过物体传播的颜色。在0°到360°的标准色轮上，按位置度量色相。通常情况下，色相由颜色名称标识，如红色、橙色或绿色。
亮度（Brightness或者intensity）是颜色的相对明暗程度，通常使用从0%（黑色）至100%（白色）的百分比来度量
图像的色调通常是指图像的整体明暗度，例如，如果图像亮部像素较多的话，则图像整体上看起来较为明快。反之，如果图像中暗部像素较多的话，则图像整体上看起来较为昏暗。对于彩色图像而言，图像具有多个色调。通过调整不同颜色通道的色调，可对图像进行细微的调整。
在图像处理的各种颜色模型中，HSB模型以人类对颜色的感觉为基础，描述了颜色的3种基本特性。
下面是我用Android中的ColorMatrix做的：
- 把红色的饱和度增加了50：
代码如下：
ColorMatrix matrix = new ColorMatrix();
Bitmap bitmap =mBitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888,true);
Paint paint = new Paint();
Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
matrix.set(new float[]{
1.0f,0.0f,0.0f,0,50,
0.0f,1.0f,0.0f,0,0,
0.0f,0.0f,1.0f,0,0,
0,0,0,1,0
});
paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(matrix));
canvas.drawBitmap(bitmap,0,0,paint);
mImage.setImageBitmap(bitmap);
-
把RGB的饱和度都增加了50：
ColorMatrix matrix = new ColorMatrix();
Bitmap bitmap =mBitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888,true);
Paint paint = new Paint();
Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
matrix.set(new float[]{
1.0f,0.0f,0.0f,0,50,
0.0f,1.0f,0.0f,0,50,
0.0f,0.0f,1.0f,0,50,
0,0,0,1,0
});
paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(matrix));
canvas.drawBitmap(bitmap,0,0,paint);
mImage.setImageBitmap(bitmap);
- 怀旧效果：
ColorMatrix matrix = new ColorMatrix();
Bitmap bitmap =mBitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888,true);
Paint paint = new Paint();
Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
matrix.set(new float[]{
0.393f,0.769f,0.189f,0,0,
0.349f,0.686f,0.168f,0,0,
0.272f,0.534f,0.131f,0,0,
0,0,0,1,0
});
paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(matrix));
canvas.drawBitmap(bitmap,0,0,paint);
mImage.setImageBitmap(bitmap);
其实就是降低饱和度
- 浮雕效果：
浮雕的算法就是这一个像素点rgb减去上一个像素点的rgb
Bitmap bitmap =mBitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888,true);
int[] newP = new int[bitmap.getWidth()*bitmap.getHeight()];
int[] old = new int[bitmap.getWidth()*bitmap.getHeight()];
bitmap.getPixels(old,0,bitmap.getWidth(),0,0,bitmap.getWidth(),bitmap.getHeight());
for(int i = 1;i<old.length;i++){
int oldcolor = old[i-1];
int r0 = Color.red(oldcolor);
int g0 = Color.green(oldcolor);
int b0 = Color.blue(oldcolor);
int a0 = Color.alpha(oldcolor);
int color = old[i];
int r = Color.red(color);
int g = Color.green(color);
int b = Color.blue(color);
int a = Color.alpha(color);
int r1 = r-r0+128;
if(r1<0){
r1 = 0;
}else if(r1>255){
r1 = 255;
}
int g1 = g-g0+128;
if(g1<0){
g1 = 0;
}else if(g1>255){
g1 = 255;
}
int b1 = b-b0+128;
if(b1<0){
b1 = 0;
}else if(b1>255){
b1 = 255;
}
newP[i] = Color.argb(a,r1,g1,b1);
}
// paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(matrix));
// canvas.drawBitmap(bitmap,0,0,paint);
bitmap.setPixels(newP,0,bitmap.getWidth(),0,0,
bitmap.getWidth(),bitmap.getHeight());
mImage.setImageBitmap(bitmap);
- 黑白
ColorMatrix matrix = new ColorMatrix();
Bitmap bitmap =mBitmap.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888,true);
Paint paint = new Paint();
Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
matrix.set(new float[]{
0.213f,0.715f,0.072f,0,0,
0.213f,0.715f,0.072f,0,0,
0.213f,0.715f,0.072f,0,0,
0,0,0,1,0
});
paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(matrix));
canvas.drawBitmap(bitmap,0,0,paint);
mImage.setImageBitmap(bitmap);
黑白的滤镜，主要是灰度图片的去色原理：只要把RGB的三色通道的数值设置为一样，即R=G=B,那么图像就变成了灰色，同时为了保证图像的亮度，需要使同一个通道中的R+G+B的结果接近1
关于colorMatrix可以参考：https://blog.csdn.net/harvic880925/article/details/51187277
图层混合模式
PS中，混合图层是制作滤镜的必需品。
1.正常(Normal)模式：
在“正常模式下”，“混合色”的显示与不透明度的设置有关。当“不透明度”为100%，“结果色”的像素将完全由“混合色”代替；当不透明度小于100%时，混合色的像素会透过所用的颜色显示出来，显示的程度取决于不透明度的设置与“基色”的颜色。如果在处理“位图”颜色模式图像或“索引颜色”颜色模式图像时，正常模式就改称为阀值模式了，不过功能时一样的。
混合色*不透明度+(100%-混合色不透明度)*基色
2.溶解模式（Dissolve）
溶解模式下混合色的不透明度及填充都是100%的话，我们就看不到基色图层。降低混合色图层的不透明度后，我们就会发送结果色中出现了很多细小的颗粒。这些颗粒会随着混合色的不透明度变化。不透明度越低，混合色图层就被溶解的越多。剩下的部分就越少。不透明度越高，混合色图层被溶解的部分就越少，剩下的部分就越多，结果色也就越接近混合色。
3.变暗模式
变暗混合模式下，会把混合色和基色进行对比，分别选择R,G,B三组数值中最小的数值，也就是最暗的颜色作为结果色的数值。这样整个画面就会变暗，如果是彩色图像，颜色也会发生很大的改变。
4.正片叠底：
按照混合色与基色中的各R,G,B值计算，计算公式：结果色R=混合色R * 基色R / 255，G值与B值相同。由于各通道的最大值是255，因此结果色的数值比混合色即基色的数值都要小，也就是结果色要暗。
5.颜色加深
颜色加深可以快速增加图片的暗部。计算公式：（基色 + 混合色 - 255）* 255 /混合色，如果（基色 + 混合色 - 255）出现负数，就直接归0.因此在基色和混合色都较暗时就直接变成黑色了。这样结果色的暗部就会增加。整体效果看上去对比较为强烈。
6.线性加深：
线性加深的计算公式是：结果色 =基色 +混合色 - 255，如果基色 +混合色的数值小于255，结果色就为0。由这个公式可以看出，画面暗部会直接变成黑色。因此画面整体会更暗。白色与基色混合得到基色，黑色与基色混合得到黑色。
7.深色模式：
它是通过计算混合色与基色的所有通道的数值，然后选择数值较小的作为结果色。因此结果色只跟混合色或基色相同，不会产生出另外的颜色。白色与基色混合色得到基色，黑色与基色混合得到黑色。深色模式中，混合色与基色的数值是固定的，我们颠倒位置后，混合色出来的结果色是没有变化的。
8.变凉模式：
变亮混合模式跟变暗模式是相对的，通过混合色与基色的相关数值进行比较，选择较大的数值作为结果色。因此结果色会更亮，同时颜色也会变化。
9.滤色模式：
滤色模式与正片叠底模式相对。她的计算公式是用：255 -混合色的补色* 基色补色 / 255。得到的数据会比混合及基色更大，因此结果色会更亮。从计算公式也可以看出基色或混合色任何一项为255也就是白色，结果色数值就是255为白色。任何一项数值为0，也就是为黑色的话，结果色就跟数值不为0的一致。
10.颜色减淡：
颜色减淡是通过混合色及基色的各通道颜色值进行对比，减少二者的对比度使基色的变亮来反映混合色。
她的计算公式：结果色 = 基色 + (混合色 * 基色) / (255 - 混合色)。混合色为黑色，结果色就等于基色，混合色为白色结果色就为白色。基色为黑色结果色就为黑色。
11. 柔光模式：
柔光模式是较为常用的模式，她是根据混合色的通道数值选择不同的公式计算混合色。数值大于128的时候，结果色就比基色稍亮；数值小于或等于128，结果色就比基色稍暗。柔光模式是以基色为主导，混合色只相应改变局部明暗。其中混合色为黑色，结果色不会为黑色，只比结果色稍暗，混合色为中性色，结果色跟基色一样。
计算公式：
混合色 <=128：结果色 =基色 + (2 混合色 - 255) * (基色 -基色基色 / 255) / 255；
混合色 >128：结果色= 基色 + (2 *混合色 - 255) * (Sqrt(基色/255)*255-基色)/255。
更多的模式参考：https://blog.csdn.net/trent1985/article/details/40891661