Delphi图像处理 -- 灰色浮雕

阅读提示：

《Delphi图像处理》系列以效率为侧重点，一般代码为PASCAL，核心代码采用BASM。

《C++图像处理》系列以代码清晰，可读性为主，全部使用C++代码。

尽可能保持二者内容一致，可相互对照。

本文代码必须包括文章《Delphi图像处理 -- 数据类型及公用过程》中的ImageData.pas单元和《Delphi图像处理 -- 平面几何变换类》TransformMatrix.pas单元。

实现图像浮雕效果的一般原理是，将图像上每个像素点与其对角线的像素点形成差值，使相似颜色值淡化，不同颜色值突出，从而产生纵深感，达到浮雕的效果，具体的做法是用处于对角线的2个像素值相减，再加上一个背景常数，一般为128而成。这种算法的特点是简单快捷，缺点是不能调节图像浮雕效果的角度和深度。

用Photoshop实现的图像浮雕效果，可以任意调节浮雕角度和深度（2个像素点的距离），还可以调整浮雕像素差值的数量。其基本算法原理和一般浮雕效果相同，但是具体做法不一样：对每个要处理的像素点，首先按照浮雕角度和深度计算处2个相应点的位置，然后计算这2个位置的颜色值，并使之形成差值，再乘上浮雕差值数量百分比，最后加上128的背景色。注意，这里计算的2个相应点是逻辑点，而不是实际的像素点，比如实现一个45度角，深度为3的图像浮雕效果，对每个像素点P(x, y)，其对应的2个逻辑点的位置分别是P0(x - 3 * 0.7071 / 2, y - 3 * 0.7071 / 2)和P1(x + 3 * 0.7071 / 2, y + 3 * 0.7071 / 2)，显然，对于这样的2个逻辑点，是不能直接从图像中找到其对应的像素点的，如果简单地对其四舍五入处理，将会造成大量的，由不同角度和深度而形成的相同的浮雕效果，这可不是我们想要的结果，而且使浮雕角度和深度参数失去了它原本的意义。为此，必须对原始图像按浮雕角度和深度进行缩放后，再对每个像素点进行浮雕效果处理，完毕再缩放回原图的大小，从而完成整个浮雕效果过程。下面是我经过反复试验后，写的Photoshop浮雕效果实现过程代码：

procedure GetSrcColor;
asmpush      esi           // esi = src.Scan0mov       eax, ecxsar       eax, 12imul      eax, ebxadd       esi, eax      // esi += (y / 4096 * src.Stride)mov       eax, edxsar       eax, 12shl       eax, 2add       esi, eax      // esi +=  (x / 4096 * 4)call      _GetBilinearColormovd      eax, xmm0movd      mm0, eaxpunpcklbw mm0, mm7      // return mm0 = ARGB (word * 4)pop       esi
end;procedure ImageGraySculpture(var Data: TImageData;Angle: Single; Size: LongWord; Num: LongWord = 100);
varx, y, Radius: Integer;xDelta, yDelta: Integer;width, height: Integer;dstOffset: Integer;src: TImageData;
beginRadius := (Size + 1) shr 1; // 图像边框扩展半径Angle := PI * Angle / 180;Size := Size shl 12;        // Size = Size * 256Num := (Num shl 9) div 100; // Num *= 5.12 转换为2的幂xDelta := Round(Cos(Angle) * Size);yDelta := Round(Sin(Angle) * Size);x := (Radius shl 12) - (xDelta div 2);y := (Radius shl 12) - (yDelta div 2);width := x + (Data.Width shl 12);height := y + (Data.Height shl 12);if Data.AlphaFlag thenArgbConvertPArgb(Data);src := _GetExpandData(Data, Radius);asmmov       eax, Datalea       edx, srccall      _SetCopyRegsmov       dstOffset, ebxmovq      mm5, qword ptr ArgbTab[128*8]// mm5 = 00 128 00 128 00 128 00 128movd      mm6, Num        // mm6 = 00 Num 00 Num 00 Num 00 Numpunpcklwd mm6, mm6punpcklwd mm6, mm6pxor      mm7, mm7        // mm7 = 00 00 00 00 00 00 00 00pxor      xmm7, xmm7mov       esi, src.Scan0mov       ebx, src.Stridemov       ecx, y          // for (; y < Height; y += 4096)
@@yLoop:                      // {mov         edx, x          //   for (; x < Width; x += 4096)
@@xLoop:                      //   {add       ecx, yDelta     //     y1 = y + yDeltaadd       edx, xDelta     //     x1 = x + xDeltacall      GetSrcColor     //movq      mm1, mm0        //     mm1 = 00 A1 00 R1 00 G1 00 B1sub       ecx, yDelta     //     y0 = y - yDeltasub       edx, xDelta     //     x0 = x - xDeltacall      GetSrcColor     //     mm0 = 00 A0 00 R0 00 G0 00 B0psubw     mm0, mm1        //     mm0 = A0-A1 R0-R1 G0-G1 B0-B1psllw     mm0, 7          //     mm0 = mm0 * 128 * Num / 65536pmulhw    mm0, mm6paddw     mm0, mm5        //     mm0 = A+128 R+128 G+128 B+128packuswb  mm0, mm7        //     mm0 = 00 00 00 00 A R G Bmov       al, [edi].TARGBQuad.Alphamovd      [edi], mm0      //     *edi = mm0mov       [edi].TARGBQuad.Alpha, aladd       edi, 4          //     edi += 4add       edx, 1000hcmp       edx, widthjl        @@xLoop         //   }add       ecx, 1000hadd       edi, dstOffsetcmp       ecx, heightjl        @@yLoop         // }emmsend;FreeImageData(src);if Data.AlphaFlag thenPArgbConvertArgb(Data);
end;

下面是个演示例子代码：

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
varbmp: TGpBitmap;g: TGpGraphics;data: TImageData;
beginbmp := TGpBitmap.Create('..\media\20041001.jpg');g := TGpGraphics.Create(Canvas.Handle);g.DrawImage(bmp, 0, 0);data := LockGpBitmap(bmp);ImageGraySculpture(data, 45, 3, 100);UnlockGpBitmap(bmp, data);g.DrawImage(bmp, 0, data.Height);g.Free;bmp.Free;
end;

运行效果图：

和Photoshop浮雕效果对比，基本一致。

补记：在文章评论中，有人说灰色浮雕不带彩，其实是不正确的，我测试过网上和书上的很多代码，也测试过Photoshop，都是有可能带彩的，在浮雕深度很小而且原始图像色彩较平淡时也有可能不带彩，可以把我上面的原图裁下来，用Photoshop一试就清楚了。当然，如果你要达到完全不带彩也很简单，在浮雕处理前做一个图像灰度化即可。如果灰度浮雕完全不带彩，程序代码可得到简化，速度至少可再提高60%以上。

《Delphi图像处理》系列使用GDI+单元下载地址和说明见文章《GDI+ for VCL基础 -- GDI+ 与 VCL》。

因水平有限，错误在所难免，欢迎指正和指导。邮箱地址：maozefa@hotmail.com

这里可访问《Delphi图像处理 -- 文章索引》。

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