GPUImage源码分析（五）：GPUImageLookupFilter

22019.01.06 16:35:54字数 539阅读 400

图像查表法原理，网上有很多资料有介绍，本文主要参考了
https://blog.csdn.net/danffer1985/article/details/78692992
这篇博客，本文仅做自己的知识梳理和记录。如博主有意见可留言。

lookup查表法，简而言之就是，根据原图的像素的RGB值，找到颜色表上的对应位置，然后用颜色表上的RGB值替换原图上的像素的RGB值。基本过程如下:

首先讲一下颜色表是怎么来的。
先上图

lookup.png

这张表对应的是没有经过处理的RGB色彩空间。你可以尝试下，用这张图来查表的话，输出的图像和原图是一样的。

这张表其实是标准RGB立方体色彩空间转换而来的，标准RGB空间如下：

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图片来自https://www.cnblogs.com/Free-Thinker/p/5569792.html

它是把三维的色彩空间，沿着蓝色到黑色的方向，像切豆腐一样，一片一片切下来，切了64刀，每一刀得到一个正方形切面（也就是lookup图的一个小正方形），平摊到二维平面上的。所以我们看到，lookup图的左上角的小方块，对应的是RGB空间图右侧的立方体的右上侧的那一面。

我们再看lookup.png这张图，每个小正方形，沿着x轴方向是红色的渐变（从0到255），沿着y轴方向是绿色的渐变（从0到255）。而蓝色的渐变，实际上它是在第三维，经过上面说的从三维立方体切割平铺到了64个小正方形中了。整张图的分辨率是512x512，每个小正方形的分辨率就是512 / 8 = 64，那么渐变的精度就是256 / 64 = 4。

接下来我们分析一下GPUImageLookupFilter的着色器代码，看看如何查表的。代码如下：

NSString *const kGPUImageLookupFragmentShaderString = SHADER_STRING
(
 varying highp vec2 textureCoordinate;
 varying highp vec2 textureCoordinate2; // TODO: This is not used
 
 uniform sampler2D inputImageTexture;
 uniform sampler2D inputImageTexture2; // lookup texture
 
 uniform lowp float intensity;

 void main()
 {
     highp vec4 textureColor = texture2D(inputImageTexture, textureCoordinate);
     //蓝色通道，textureColor.b的范围为(0,1)，blueColor范围为(0,63)
     highp float blueColor = textureColor.b * 63.0;

     //quad1为小于且最靠近要查找颜色所在位置的小正方形
     highp vec2 quad1;  
     quad1.y = floor(floor(blueColor) / 8.0);
     quad1.x = floor(blueColor) - (quad1.y * 8.0);
     
     //quad2为大于且最靠近要查找颜色所在位置的小正方形
     highp vec2 quad2;
     quad2.y = floor(ceil(blueColor) / 8.0);
     quad2.x = ceil(blueColor) - (quad2.y * 8.0);
     
     highp vec2 texPos1;

     //因为一行有8个小正方形，所以小正方形的边长，转换为纹理坐标时，就是0.125。quad1的位置就是quad1.x * 0.125和quad1.y * 0.125。
     //后面0.5/512.0 + ((0.125 - 1.0/512.0) * r);这项，可以写成0.125*r + (0.5-r)/512，实际上就是红色通道对应的位置。绿色通道同理。
     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;
     //quad2和quad1差不多
     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(inputImageTexture2, texPos1);
     lowp vec4 newColor2 = texture2D(inputImageTexture2, texPos2); 
     
      //真正的颜色在newColor1和newColor2之间。fract是取分数部分。
     lowp vec4 newColor = mix(newColor1, newColor2, fract(blueColor));
     gl_FragColor = mix(textureColor, vec4(newColor.rgb, textureColor.w), intensity);
 }
);

注释貌似不能很好的解释清楚，再加一张图吧，别的就无能为力了...

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