Photoshop图像亮度/对比度调整

简单介绍一下Photoshop图像亮度/对比度调整的原理：

一、对比度算法公式。

Photoshop对于对比度增量，是按给定值的正负分别处理的。

如果用newRGB表示图像像素新的R、G、B分量，RGB表示图像像素R、G、B分量，Threshold为给定的阀值，Contrast为对比度增量，当Contrast大于0时：

1) newRGB = RGB + (RGB - Threshold) * (1 / (1 - Contrast / 255) - 1)

其中，当Contrast等于255时(RGB - Threshold) * (1 / (1 - Contrast / 255) - 1)为无限(±)，由于RGB最大最小值分别为255和0，因此，只能按Threshold来确定newRGB，即newRGB = RGB >= Threshold? 255 : 0，这实际就是设置图像阀值，图像由最多八种颜色组成，即红、黄、绿、青、蓝、紫及黑与白，在灰度图上也只有最多8条线。

当Contrast小于0时：

2) newRGB = RGB + (RGB - Threshold) * Contrast / 255

其中，当Contrast等于-255时，图像RGB各分量都等于阀值，图像呈全灰色，灰度图上只有1条线，即阀值灰度。

二、图像亮度调整。本文采用的是最常用的非线性亮度调整（Phoposhop CS3以下版本也是这种亮度调整方式，CS3及以上版本也保留了该亮度调整方式的选项）。

三、图像亮度/对比度综合调整算法。这个很简单，当亮度、对比度同时调整时，如果对比度大于0，现调整亮度，再调整对比度；当对比度小于0时，则相反，先调整对比度，再调整亮度。

下面是用BCB2007和GDI+位图数据写的Photoshop图像亮度/对比度调整全部代码，包括例子代码：

//---------------------------------------------------------------------------

// 定义ARGB像素结构
typedef union
{
ARGB Color;
struct
{
BYTE Blue;
BYTE Green;
BYTE Red;
BYTE Alpha;
};
}ARGBQuad, *PARGBQuad;
//---------------------------------------------------------------------------

//---------------------------------------------------------------------------

FORCEINLINE
INT CheckValue(INT value)
{
return value <= 0? 0 : value >= 255? 255 : value;
}
//---------------------------------------------------------------------------

VOID BrightAndContrast(BitmapData *data, INT bright, INT contrast, BYTE threshold)
{
FLOAT cv = contrast <= -255? -1.0f : contrast / 255.0f;
if (contrast > 0 && contrast < 255)
cv = 1.0f / (1.0f - cv) - 1.0f;

BYTE values[256];
for (INT i = 0; i < 256; i ++)
{
INT v = contrast > 0? CheckValue(i + bright) : i;
if (contrast >= 255)
v = v >= threshold? 255 : 0;
else
v = CheckValue(v + (INT)((v - threshold) * cv + 0.5f));
values[i] = contrast < 0? CheckValue(v + bright) : v;
}

PARGBQuad p = (PARGBQuad)data->Scan0;
INT offset = data->Stride - data->Width * sizeof(ARGBQuad);

for (UINT y = 0; y < data->Height; y ++, (BYTE*)p += offset)
{
for (UINT x = 0; x < data->Width; x ++, p ++)
{
p->Blue = values[p->Blue];
p->Green = values[p->Green];
p->Red = values[p->Red];
}
}
}
//---------------------------------------------------------------------------

// 锁定GDI+位位图扫描线到data
FORCEINLINE
VOID LockBitmap(Gdiplus::Bitmap *bmp, BitmapData *data)
{
Gdiplus::Rect r(0, 0, bmp->GetWidth(), bmp->GetHeight());
bmp->LockBits(&r, ImageLockModeRead | ImageLockModeWrite,
PixelFormat32bppARGB, data);
}
//---------------------------------------------------------------------------

// GDI+位图扫描线解锁
FORCEINLINE
VOID UnlockBitmap(Gdiplus::Bitmap *bmp, BitmapData *data)
{
bmp->UnlockBits(data);
}
//---------------------------------------------------------------------------

void __fastcall TForm1::Button3Click(TObject *Sender)
{
Gdiplus::Bitmap *bmp = new Gdiplus::Bitmap(L"d:\\source.jpg");
Gdiplus::Graphics *g = new Gdiplus::Graphics(Canvas->Handle);
g->DrawImage(bmp, 0, 0);

BitmapData data;
LockBitmap(bmp, &data);
BrightAndContrast(&data, 0, 100, 121);
UnlockBitmap(bmp, &data);
g->DrawImage(bmp, data.Width, 0);

delete g;
delete bmp;
}
//---------------------------------------------------------------------------

在亮度/对比度调整函数BrightAndContrast中，首先按前面介绍的原理制造了一个256个元素大小的查找表，然后对图像数据逐像素按R、G、B分量值在查找表中取得调整后的数据，因此处理速度相当快。

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