OpenGL ES 2.0：如何自定义卷积核实现心形、圆形等不规则形状模糊效果

自定义形状卷积核制作方法 #

• 第一步：确定卷积核尺寸
  优先选择奇数边长的正方形核（比如5x5、15x5、31x31），尺寸越大模糊效果越明显，对应的计算量也越高。
• 第二步：建立归一化坐标系
  以卷积核的中心像素为坐标原点(0,0)，将所有像素的横纵坐标映射到[-1,1]的区间内，映射公式如下，假设核的边长为size：

// 核下标x_idx、y_idx从0开始计数
norm_x = (x_idx - (size - 1) / 2) / ((size - 1) / 2)
norm_y = (y_idx - (size - 1) / 2) / ((size - 1) / 2)

• 第三步：按形状规则逐点赋值
  对每个坐标点做「是否在形状内部」的判断，满足条件的位置赋值为1，不满足的赋值为0。以下是常见形状的判断规则：
  • 圆形：满足norm_x² + norm_y² ≤ 1即为形状内部
  • 心形：满足(norm_x² + norm_y² - 1)³ - norm_x² * norm_y³ < 0即为形状内部
  • 月牙形：可通过布尔运算实现，比如判定点在半径为1、中心为(0,0)的大圆内，且不在半径为0.8、中心偏移(0.3, 0)的小圆内，即为月牙内部
  • 任意不规则形状：直接准备对应形状的黑白位图，缩放到和卷积核相同尺寸，直接读取每个像素的灰度值作为权重（黑色取1、白色取0、过渡灰阶取对应0~1之间的数值即可）
• 第四步：优化与归一化
  1. 如果不需要硬边缘的模糊效果，可以对形状边缘做羽化处理：边界附近的点根据到形状边缘的距离赋值0~1的过渡值，避免模糊结果出现锯齿
  2. 所有位置赋值完成后，计算核内所有权重的总和，将每个权重除以总和完成归一化，归一化完成后再投入使用可避免模糊后图片整体亮度发生变化

基础示例参考 #

3x3的方框模糊核的原始形态如下：

[1,1,1]
[1,1,1]
[1,1,1]

归一化后每个位置的权重为1/9，和常规方框模糊的计算逻辑一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者oHuflying