swift - 使用 Core Image Kernel Language 将 RGB 颜色转换为 HSL

Question

我正在尝试创建可以改变图像颜色的图像过滤器。为此，我需要将 rgb 颜色转换为 hsl，并在转换后将 hsl 转换回 rgb。我进行了一些研究并找到了可以帮助我完成这项任务的公式。

我在自己的 Playground 上使用 Swift 实现了它们，只是为了测试它们是否可靠。为了保持整洁，我不会在这里发布 Swift 代码，但我会展示我的测试结果:

输入:rgb (61, 117,237) 或 (0.24,0.46,0.93)

结果:

rgb2hsl [0.613527 0.831325 0.585] or (221, 83, 58.5) //hsl
hsl2rgb [0.24 0.46 0.93] //back to rgb

太棒了!到目前为止一切顺利。

现在我们需要将 Swift 代码转换为 Core Image Kernel Language (CIKL)。这是:

float hue2rgb(float f1, float f2, float hue) {
   if (hue < 0) {
      hue += 1.0;
   }
   else if (hue > 1) {
      hue -= 1.0;
   }

   float res;
   if (6*hue<1) {
      res = f1 + (f2 - f1) * 6 * hue;
   }
   else if (2*hue<1) { 
      res = f2;
   }
   else if (3*hue<2) {
      res = f1 + (f2 - f1) * (2.0/3.0 - hue) * 6;
   }
   else {
       res = f1;
   }
   return res;
}


vec3 hsl2rgb(vec3 hsl) {
   vec3  rgb;
   if (hsl.y == 0) {
      rgb = vec3(hsl.z,hsl.z,hsl.z);
   }
   else {
      float f2;
      if (hsl.z < 0.5) {
         f2 = hsl.z * (1.0 + hsl.y);
      } 
      else {
         f2 = hsl.z + hsl.y - hsl.y * hsl.z;
      }

      float f1 = 2 * hsl.z - f2;

      float r = hue2rgb(f1, f2, hsl.x + 1.0/3.0);
      float g = hue2rgb(f1, f2, hsl.x);
      float b = hue2rgb(f1, f2, hsl.x - 1.0/3.0);

      rgb = vec3(r,g,b);
   }
   return rgb;
}



vec3 rgb2hsl(vec3 rgb) {

   float maxC = max(rgb.x, max(rgb.y,rgb.z));
   float minC = min(rgb.x, min(rgb.y,rgb.z));

   float l = (maxC + maxC)/2.0;

   float h = 0;
   float s = 0;

   if (maxC != minC) {
      float d = maxC - minC;
      s = l > 0.5 ? d / (2.0 - maxC - minC) : d / (maxC + minC);

      if (maxC == rgb.x) {      
         h =  (rgb.y - rgb.z) / d + (rgb.y < rgb.z ? 6.0 : 0);
      } else if (maxC == rgb.y) {
         h = (rgb.z - rgb.x) / d + 2.0;
      }
      else {
         h = (rgb.x - rgb.y) / d + 4.0;
      }

      h /= 6.0;
   }

   return vec3(h,s,l);
}

问题来了。我无法在我的过滤器中使用此函数获得正确的值。为了检查所有内容，我制作了一个 Quartz Composer 补丁。由于我在 CIKL 中没有找到任何打印/日志选项，我这样做是为了检查我的转换是否正常:

这个补丁的逻辑:我的过滤器将颜色作为输入，将其转换为 hsl 并返回 rgb 并返回；现在忽略图像输入。

我的过滤器的内核函数:

kernel vec4 kernelFunc(__sample pixel, __color color) {
   vec3 vec = color.rgb;

   vec3 hsl = rgb2hsl(vec);

   return vec4(hsl2rgb(hsl), 1);
}

过滤器包括上面列出的功能。

我在查看器中看到的结果是:

右边的图像是从输入颜色中裁剪出的恒定颜色图像。左图是我们过滤器的输出。

数字颜色选择器返回左侧图像的 rgb (237, 239.7, 252)。

我不知道如何调试这个东西并找到问题。任何帮助将不胜感激。谢谢。

Answer 1

我发现了问题。是我，将代码从 Swift 转换为 CIKL 我犯了一个很难发现的愚蠢错误，因为 CIKL 中没有打印/日志工具，或者我不知道。无论如何，问题出在 rgb2hsl 函数中:

float l = (maxC + maxC)/2.0; // WRONG

应该是:

float l = (maxC + minC)/2.0;

希望它能对以后的人有所帮助。