如何对纹理执行 HSL 变换？

Question

如果我有一个 OpenGL 纹理，并且我需要在渲染纹理之前对其执行 HSL 修改，据我所知我需要一个着色器。问题是，我对着色器一无所知。有谁知道我需要去哪里看？

我想编写一个函数，在其中可以传入纹理和三个值、色调偏移度数以及 0 到 2 之间的饱和度和亮度乘数，然后让它调用一个着色器，将这些变换应用到之前的纹理呈现。界面看起来像这样：

procedure HSLTransform(texture: GLuint; hShift: integer; sMult, lMult: GLfloat);

不过，我不知道例程中应该包含什么内容。我了解 HSL/RGB 转换中涉及的基本数学，但我不知道如何编写着色器或如何应用它。有人能指出我正确的方向吗？首选 Delphi 示例，但如果需要的话我也可以阅读 C。

Answer 1

这非常复杂，如果您不熟悉着色器和 FBO，则需要一些时间来理解它。所以这里有一些最小的、未经测试的OpenGL代码，它实现了丹维尔的回答。错误检查已被省略；它本身就够复杂的了。如果多次调用此函数，则应保留此代码中创建的任何或所有对象。

如果您不关心速度，VilleK 的答案 在 CPU 上运行要容易得多...

// Create the target texture object.
GLuint target;
glGenTextures(1, &target);

// Bind the target texture.
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, target);

// Allocate texture memory. width and height must be the size of the original texture.
glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGB8, width, height, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);

// Create a framebuffer object.
GLuint fbo;
glGenFramebuffers(1, &fbo);

// Bind the framebuffer object.
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);

// Attach the target texture as the render target.
glFramebufferTexture2D(GL_FRAMEBUFFER, GL_COLOR_ATTACHMENT0, GL_TEXTURE_2D, target, 0);

// Check framebuffer status.
if (glCheckFramebufferStatus(GL_FRAMEBUFFER) != GL_FRAMEBUFFER_COMPLETE)
    throw "Framebuffer incomplete.";

// Create fragment shader to do the transformation.
GLuint frag = glCreateShader(GL_FRAGMENT_SHADER);

// Set the shader's source code.
char const *source =
    "uniform sampler2D input;\n"
    "uniform float hShift, sMult, lMult;\n"
    "void main() {\n"
    "    vec4 color = texture2D(input, gl_FragCoord.xy);\n"
    "    /* Do your HSL transformations here... */\n"
    "    gl_FragColor = color;\n"
    "}\n";
glShaderSource(frag, 1, &source, 0);

// Compile the shader.
glCompileShader(frag);

// Check compilation result. Here, you probably want to use glGetShaderInfoLog() to get any compilation errors.
GLint status;
glGetShader(frag, GL_COMPILE_STATUS, &status);
if (status == GL_FALSE)
    throw "Shader compilation failed";

// Create the program.
GLuint program = glCreateProgram();

// Attach the shader to the program.
glAttachShader(program, frag);

// Link the program.
glLinkProgram(program);

// Check link result. Here, you probably want to use glGetProgramInfoLog() to get any link errors.
glGetProgram(program, GL_LINK_STATUS, &status);
if (status == GL_FALSE)
    throw "Program linking failed"

// Use the program for subsequent rendering.
glUseProgram(program);

// Set the values of the uniform parameters.
glUniform1i(glUniformLocation(program, "input"), 0);
glUniform1f(glUniformLocation(program, "hShift"), hShift);
glUniform1f(glUniformLocation(program, "sMult"), sMult);
glUniform1f(glUniformLocation(program, "lMult"), lMult);

// Bind the source texture to read from.
glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

// Set up the viewport and matrices.
glPushAttrib(GL_VIEWPORT_BIT | GL_TRANSFORM_BIT);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glPushMatrix();
glLoadIdentity();
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glPushMatrix();
glLoadIdentity();
glOrtho(0, 1, 0, 1, 0, 1);
glViewport(0, 0, width, height);

// Render a quad.
glBegin(GL_QUADS);
glVertex2i(0, 0);
glVertex2i(1, 0);
glVertex2i(1, 1);
glVertex2i(0, 1);
glEnd();

// Restore the matrices and viewport.
glPopMatrix();
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glPopMatrix();
glPopAttrib();

// Stop using the program.
glUseProgram(0);

// Stop using the framebuffer object.
glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);

// Delete created objects.
glDeleteProgram(program);
glDeleteShader(frag);
glDeleteFramebuffers(1, &fbo);

// Optionally, delete the old, untransformed texture.
glDeleteTextures(1, &texture);

// Return the new texture.
return target;

希望有帮助。对于 2.0 之前的 OpenGL，您需要首先加载适当的扩展，然后在各处添加一些 EXT 和/或 ARB。

如果您愿意走这条路，但没有成功，请随时发表评论来描述您遇到的问题。我很乐意提供帮助！

Answer 2

编写着色器并不像听起来那么难。您应该研究诸如 Cg 或 HLSL 之类的东西...基本上，您最终将编写一个接受像素并对其进行转换的函数。

CG 教程

编写着色器后，您将加载并将其与 OpenGL 扩展函数绑定。当您将几何图形推入管道时，它将由光栅化器应用。这是一个简单的教程，展示了如何编写和使用非常基本的着色器：

教程 - OpenGL 中的 Cg 像素着色器< /a>

Answer 3

如果您不想使用着色器（即不需要实时），您可以获取纹理的像素并使用 Delphi 代码对其进行修改。像这样的事情：

  //Get copy of pixels. P is a pointer to floats (^single)
  GetMem(P,TextureHeight * TextureWidth * 4 * SizeOf(single));
  glGetTexImage(GL_TEXTURE_2D,0,GL_RGBA,GL_FLOAT,P);
  ... loop and modify pixels here. 4 float values per pixels: Red, green, blue and alpha
  //Update texture with modified pixels
  glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 4, TextureWidth, TextureHeight , 0, GL_RGBA, GL_FLOAT, P);
  FreeMem(P);

如果你想使用字节而不是浮点数，你可以使用 GL_UNSIGNED_BYTE。

它的性能比着色器慢，但您可能会在更少的时间内完成工作，因为着色器编写起来很棘手，特别是如果您以前从未编写过着色器。它们还需要在 NVIDIA 和 ATI 硬件上进行测试，以确保它们正常工作。

Answer 4

使用渲染到纹理：

1. 使用源纹理 texRgb 的大小创建一个新的（目标）纹理 texHSL
2. 使用 正交投影
3. 创建并绑定一个 framebuffer a> 并使用纹理 texHSL 作为渲染目标
4. 使用着色器渲染屏幕尺寸四边形（可能更大）。对于着色器，使用统一的着色器绑定 texRgb
5. 着色器 读取当前渲染值的纹理值（参见此处的答案），计算 RGB->HSL 转换并将 HSL 值写入 gl_FragColor
6. 取消绑定并删除帧缓冲区
7. 瞧，转换后的图像位于 texHSL 中