Un poco do it yourself y friki a la vez es este articulo. En él, vamos a cargar una imagen jpg y vamos a cambiar el brillo y el contraste de la foto que hay en el encabezado de la página, todo desde nuestro programa, simplemente utilizando libjpeg ( $sudo apt-get install libjpeg8-dev ) para cargar y guardar de nuevo la foto. El efecto lo aplicaremos con una función que trabaje con los pixels de la imagen.
El código para cargar y salvar jpegs, lo he sacado de un ejemplo que hay en la red, ligeramente modificado, y el algoritmo para el brillo y contraste es parecido al que usa GIMP, sólo que los colores en GIMP van de 0 a 1 y aquí van de 0 a 255. Los valores del brillo y el contraste están comprendidos entre -1 y 1 por lo que 0 es el punto medio y debe dejar la imagen sin modificaciones.
Por otra parte, aunque lo lógico es modificar el brillo y el contraste de las tres componentes (rojo, verde y azul) al mismo tiempo, yo planteo modificarlas por separado para tener más libertad a la hora de crear efectos, resaltar colores, etc; por tanto la función byc() toma como parámetros la imagen a modificar, el valor de brillo para rojo, verde y azul y el de contraste rojo, verde y azul. El algoritmo es el mismo para cada componente, pero para esta primera versión he preferido dejarlo así:
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*/ return 1; } /** * write_jpeg_file Writes the raw image data stored in the raw_image buffer * to a jpeg image with default compression and smoothing options in the file * specified by *filename. * * \returns positive integer if successful, -1 otherwise * \param *filename char string specifying the file name to save to * */ int write_jpeg_file( char *filename, TImage *img ) { struct jpeg_compress_struct cinfo; struct jpeg_error_mgr jerr; /* this is a pointer to one row of image data */ JSAMPROW row_pointer[1]; FILE *outfile = fopen( filename, "wb" ); if ( !outfile ) { printf("Error opening output jpeg file %s\n!", filename ); return -1; } cinfo.err = jpeg_std_error( &jerr ); jpeg_create_compress(&cinfo); jpeg_stdio_dest(&cinfo, outfile); /* Setting the parameters of the output file here */ cinfo.image_width = img->width; cinfo.image_height = img->height; cinfo.input_components = img->bytes_per_pixel; cinfo.in_color_space = JCS_RGB; //img->color_space; /* default compression parameters, we shouldn't be worried about these */ jpeg_set_defaults( &cinfo ); /* Now do the compression .. */ jpeg_start_compress( &cinfo, TRUE ); /* like reading a file, this time write one row at a time */ while( cinfo.next_scanline < cinfo.image_height ) { row_pointer[0] = &img->data[ cinfo.next_scanline * cinfo.image_width * cinfo.input_components]; jpeg_write_scanlines( &cinfo, row_pointer, 1 ); } /* similar to read file, clean up after we're done compressing */ jpeg_finish_compress( &cinfo ); jpeg_destroy_compress( &cinfo ); fclose( outfile ); /* success code is 1! */ return 1; } float byc(TImage *img, double bred, double bgreen, double bblue, double cred, double cgreen, double cblue) { int i; double tanred, tangreen, tanblue; int v; tanred=tan ((cred + 1.0) * 0.78539816); tangreen=tan ((cgreen + 1.0) * 0.78539816); tanblue=tan ((cblue + 1.0) * 0.78539816); for (i=0; i<img->size; i+=3) { if (bred<0) img->data[i]=round(img->data[i]*(1+bred)); else img->data[i]+=round((255-img->data[i])*bred); if (bgreen<0) img->data[i+1]=round(img->data[i+1]*(1+bgreen)); else img->data[i+1]+=round((255-img->data[i+1])*bgreen); if (bblue<0) img->data[i+2]=round(img->data[i+2]*(1+bblue)); else img->data[i+2]+=round((255-img->data[i+2])*bblue); v=round( (img->data[i] - 128) * tanred) + 128; if (v>0 && v<255) img->data[i]=v; else if (v<0) img->data[i]=0; else img->data[i]=255; v=round( (img->data[i+1] - 128) * tangreen) + 128; if (v>0 && v<255) img->data[i+1]=v; else if (v<0) img->data[i+1]=0; else img->data[i+1]=255; v=round( (img->data[i+2] - 128) * tanblue) + 128; if (v>0 && v<255) img->data[i+2]=v; else if (v<0) img->data[i+2]=0; else img->data[i+2]=255; } } int main() { char *infilename = "windmill_flickr.jpg"; TImage img; /* Try opening a jpeg*/ if( read_jpeg_file( infilename, &img ) > 0 ) { byc(&img, 0.1, 0.1, 0.2,0.1, -0.1, 0.8); write_jpeg_file("windmill.jpg", &img); } return 0; } |
Hay que prestar atención a que tan ( (contraste+1) * pi/4) lo calculamos antes del bucle, ya que será un valor constante para toda la imagen, no merece la pena calcularlo a cada iteración, perderíamos mucho tiempo, ya que es el cálculo más pesado del algoritmo. Además, para el contraste, hacemos las operaciones en un entero y luego lo pasamos a unsigned char (tipo de dato de nuestras componentes), eso es debido a que cuando calculamos el contraste la variable puede desbordarse por arriba o por abajo, y puede producir efectos curiosos (podemos eliminar las condiciones de comprobación para ver si es mayor que 255 o menor que 0 y ver efectos curiosos).
Ahora estaría bien simplificarlo un poco, hacerlo más legible y más flexible, primero vamos a crear una función para el brillo y otra para el contraste, que llamaremos una vez por cada componente:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 | void brillo(unsigned char *comp, double nivel) { if (nivel<0) *comp=round(*comp*(1+nivel)); else *comp=*comp+round((255-*comp)*nivel); } void contraste(unsigned char *comp, double tang) { int v; v=round( (*comp - 128) * tang) + 128; if (v>0 && v<255) *comp=v; else if (v<0) *comp=0; else *comp=255; } float byc(TImage *img, double bred, double bgreen, double bblue, double cred, double cgreen, double cblue) { int i; double tanred, tangreen, tanblue; int v; tanred=tan ((cred + 1.0) * 0.78539816); tangreen=tan ((cgreen + 1.0) * 0.78539816); tanblue=tan ((cblue + 1.0) * 0.78539816); for (i=0; i<img->size; i+=3) { brillo(&img->data[i], bred); brillo(&img->data[i+1], bgreen); brillo(&img->data[i+2], bblue); contraste(&img->data[i], tanred); contraste(&img->data[i+1], tangreen); contraste(&img->data[i+2], tanblue); } } |
Este método está bien, el código del brillo y el contraste está sólo una vez, aunque estamos haciéndolo con funciones, y esto implica saltos en el programa y paso de parámetros que no serían problema si no es porque se hace muchas veces, si mi foto es de 500×375 (como la del ejemplo) estaríamos haciendo 500x375x6 = 1125000 llamadas a funciones que aunque no aumenta mucho la carga cuando lo hacemos, si aumentamos las dimensiones de la foto a 4288×3216 (como foto de una cámara digital) serían 4288x3216x6=82741248 lo cual empieza a ser significativo y si cronometramos el código puede que lo notemos. Si queremos optimizar un poco más en ese sentido podemos utilizar macros, como muestro a continuación:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 | #define BRILLO(comp, nivel) { \ if (nivel<0) \ comp=round(comp*(1+nivel)); \ else \ comp=comp+round((255-comp)*nivel); \ } #define CONTRASTE(comp, tang) { \ v=round( (comp - 128) * tang) + 128; \ if (v>0 && v<255) \ comp=v; \ else if (v<0) \ comp=0; \ else \ comp=255; \ } float byc(TImage *img, double bred, double bgreen, double bblue, double cred, double cgreen, double cblue) { int i; double tanred, tangreen, tanblue; int v; tanred=tan ((cred + 1.0) * 0.78539816); tangreen=tan ((cgreen + 1.0) * 0.78539816); tanblue=tan ((cblue + 1.0) * 0.78539816); for (i=0; i<img->size; i+=3) { BRILLO(img->data[i], bred); BRILLO(img->data[i+1], bgreen); BRILLO(img->data[i+2], bblue); CONTRASTE(img->data[i], tanred); CONTRASTE(img->data[i+1], tangreen); CONTRASTE(img->data[i+2], tanblue); } } |
Con esto el tiempo sería igual que en el primer código publicado en el post.
Para compilar el código, tenemos que enlazar la biblioteca libjpeg y la biblioteca matemática:
$ gcc -o jpbc jpeg_bright_contrast.c -ljpeg -lm
Foto original:
Foto: Alter Wolf (Flickr) Creative Commons a día 30/05/2012
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