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java - 两遍渲染的模糊内核分离

问题描述

我有必要计算两遍模糊的内核。假设有一个 5x5 的模糊核，生成如下：

public static float[][] getKernelf(int size, float sigma) {
    float[][] kernel = new float[size][size];
    int mean = size / 2;
    float sum = 0; // For accumulating the kernel values
    for (int x = 0; x < size; x++)  {
        for (int y = 0; y < size; y++) {
            kernel[x][y] = (float) (Math.exp(-0.5 * (Math.pow((x - mean) / sigma, 2.0) + 
                    Math.pow((y - mean) / sigma, 2.0))) / (2 * Geometry.PI * sigma * sigma));
            // Accumulate the kernel values
            sum += kernel[x][y];
        }
    }

    // Normalize the kernel
    for (int x = 0; x < size; x++) 
        for (int y = 0; y < size; y++)
            kernel[x][y] /= sum;

    return kernel;
}

当 sigma = 1 和 size = 5 时，我们有以下内核：

0.0029690173  0.013306212  0.021938235  0.013306212  0.0029690173
0.013306212   0.059634306  0.09832035   0.059634306  0.013306212
0.021938235   0.09832035   0.16210285   0.09832035   0.021938235
0.013306212   0.059634306  0.09832035   0.059634306  0.013306212
0.0029690173  0.013306212  0.021938235  0.013306212  0.0029690173

问题是如何将此内核带入适合两次渲染的视图（水平和垂直，OpenGL中的实时渲染）

编辑：

书中给出的内核：0.227027 0.1945946 0.1216216 0.054054 0.016216

我完整的fragment_blur_shader.glsl：

#version 330

out vec4 fragColor;
in vec2 texCoords;

uniform sampler2D image;
uniform bool isHorizontal;
uniform float weight[5] = float[] (0.227027, 0.1945946, 0.1216216, 0.054054, 0.016216);

void main() {
    vec2 texOffset = 1.0 / textureSize(image, 0); // gets size of single texel
    vec3 result = texture(image, texCoords).rgb * weight[0]; // current fragment’s contribution
    if(isHorizontal) {
        for(int i = 1; i < 5; i++) {
            result += texture(image, texCoords + vec2(texOffset.x * i, 0.0)).rgb * weight[i];
            result += texture(image, texCoords - vec2(texOffset.x * i, 0.0)).rgb * weight[i];
        }
    } else {
        for(int i = 1; i < 5; ++i) {
            result += texture(image, texCoords + vec2(0.0, texOffset.y * i)).rgb * weight[i];
            result += texture(image, texCoords - vec2(0.0, texOffset.y * i)).rgb * weight[i];
        }
    }
    fragColor = vec4(result, 1.0);
}

我还发现下图展示了从 1D 内核接收 2D 内核以进行两阶段渲染：

使用两通可分离滤波器方法完成的 7x7 卷积核示例

但我不知道如何获得这个一维核心。我希望能得到你的帮助。

编辑：

我明白了如何获取我需要的内核，但我仍然不明白为什么书上会以这种形式给出这个内核

标签： javaopenglimage-processingblurgaussianblur

解决方案

要从您拥有的 2D 高斯内核开始：

float[][] kernel = new float[size][size];
int mean = size / 2;
float sum = 0; // For accumulating the kernel values
for (int x = 0; x < size; x++)  {
    for (int y = 0; y < size; y++) {
        kernel[x][y] = (float) (Math.exp(-0.5 * (Math.pow((x - mean) / sigma, 2.0) + 
                Math.pow((y - mean) / sigma, 2.0))) / (2 * Geometry.PI * sigma * sigma));
        // Accumulate the kernel values
        sum += kernel[x][y];
    }
}

// Normalize the kernel
for (int x = 0; x < size; x++) 
    for (int y = 0; y < size; y++)
        kernel[x][y] /= sum;

到一维高斯内核，只需删除循环y（以及对 的所有进一步引用y）：

float[] kernel = new float[size];
int mean = size / 2;
float sum = 0; // For accumulating the kernel values
for (int x = 0; x < size; x++)  {
    kernel[x] = (float) Math.exp(-0.5 * Math.pow((x - mean) / sigma, 2.0));
    // Accumulate the kernel values
    sum += kernel[x];
}

// Normalize the kernel
for (int x = 0; x < size; x++) 
    kernel[x] /= sum;

更多提示：

  • 正如您已经注意到的，您的着色器只使用了该内核的一半（用于 的部分x-mean >= 0）。由于它是对称的，另一半是多余的。

  • 无需用 缩放kernel值2 * Geometry.PI * sigma * sigma，因为稍后您对内核进行标准化，这种缩放是无关紧要的。

  • 将此内核与其转置相乘产生第一位代码产生的二维内核（如您在问题中包含的图中所示）。

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