用opencv将图片变成水波纹效果

用opencv将图片变成水波纹效果

又是很久很久没有写博客了。不知道为什么，还是没有这个习惯。总是感觉没什么好写的。倘若是，将学到的东西，记录下来。如果是仅仅是这样的话，我自知大多没有自己的思考，也不过是将别人的东西搬到自己的博客里面而已，网上一搜一大片，又是何苦呢。

　　还是上学期，有个练习题目是，将一幅图片变成水波纹效果。我在网上找到一份源码，参考之下，顺着思路用opencv2重写之。望原作者看到勿怪。

　　思路如下：

　　1.将图片中的坐标点（x,y）换成极坐标，有现成的函数。

　　2.极坐标下，用三角函数算出新半径。

　　3.在新半径之下，转换成新的坐标（x₀,y₀），如果新坐标是小数，用双线性插值的方法处理。

　　关键代码如下：

　　其中一些变量声明如下：

        Mat imageInfo;//原图片
        int imageWidth;
        int imageHeight;
        int imageX;//图像中心点的横坐标
        int imageY;//图像中心点的纵坐标
        float A;//波纹幅度
        float B;//波纹周期   Asin(Bx);
        int imageChannels;//通道数
        Mat imageWater;//转换后的图片
        void reCalcAB(int i,int j,float &a,float &b);//坐标转换
        uchar BLIP(float a,float b,int k);
        //k为通道数，值为-1为单通道，灰度图

 1 void imagetest::imageprocess()
 2 {
 3     imageInfo.copyTo(imageWater);
 4 
 5     float a;
 6     float b;//临时坐标
 7 
 8     for(int i=0;i<imageHeight-1;i++)
 9     {
10         uchar *Data = imageWater.ptr<uchar>(i);
11         for(int j=0;j<imageWidth-1;j++)
12         {
13             reCalcAB(i,j,a,b);
14             if(imageChannels == 1)//彩色与灰度图像要单独处理，否则
15             {                       //会出现椭圆的情况
16                 *(Data+j) = BLIP(a,b,-1);//-1指灰度图
17             }
18             else if(imageChannels == 3)
19             {
20                 for(int k = 0;k<imageChannels;k++)
21                 {
22                     *(Data+j*imageChannels+k)= BLIP(a,b,k);
23                 }
24             }
25         }
26     }
27 }

　　reCalcAB是坐标转换函数：

 1 void imagetest::reCalcAB(int i,int j,float &a,float &b)
 2 {
 3     float y0 = (float)(i-imageY);
 4     float x0 = (float)(j-imageX);//(i,j)相对于原点的坐标
 5     float theta0 = atan2f(y0,x0);//转化成角坐标
 6     float r0 = sqrtf(x0*x0+y0*y0);//初始半径
 7 
 8     float r1 = r0+ A*imageWidth*0.01*sin(B*0.1*r0);//计算新的半径
 9     a = imageX + r1*cos(theta0);
10     b = imageY + r1*sin(theta0);//转换后的坐标
11     if(a>imageWidth)
12         a = imageWidth-1;
13     else if(a<0)
14         a = 0;                //超出边界的处理
15     if(b>imageHeight)
16         b = imageHeight-1;
17     else if(b<0)
18         b = 0;
19 }

　　双线性插值函数：（这个方法看着很高级，实际很简单。仔细看代码就明白怎么回事情了）

 1 uchar imagetest::BLIP(float a,float b,int k)
 2 {
 3     uchar newData;//保存结果
 4     uchar DataTemp1;
 5     uchar DataTemp2;//两个中间变量
 6     int x[2];
 7     int y[2];//存储周围四个点。
 8 
 9     x[0] = (int)a;
10     y[0] = (int)b;
11     x[1] = x[0]+1;
12     y[1] = y[0]+1;//(a,b)周围四个整点坐标
13     //取值
14     uchar *data1 = imageWater.data + y[0]*imageWater.step + x[0]*imageChannels;
15     uchar *data2 = imageWater.data + y[0]*imageWater.step + x[1]*imageChannels;
16     uchar *data3 = imageWater.data + y[1]*imageWater.step + x[0]*imageChannels;
17     uchar *data4 = imageWater.data + y[1]*imageWater.step + x[1]*imageChannels;
18     if(k!=-1)//如果是彩色，转换一下
19     {
20         data1 += k;
21         data2 += k;
22         data3 += k;
23         data4 += k;
24     }
25 
26     if((fabsf(a-x[0])<0.00001) && (fabsf(b-y[0])<0.00001))//整点，直接返回
27     {
28         newData = *data1;
29         return newData;
30     }
31 
32     float dx = fabsf(a-x[0]);//x轴的比例
33     float dy = fabsf(b-y[0]);//y轴的比例
34 
35     DataTemp1 = (*data1)*(1.0-dx) + (*data2)*dx;
36     DataTemp2 = (*data3)*(1.0-dx) + (*data4)*dx;
37     newData = DataTemp1*(1.0-dy) + DataTemp2*dy;//核心插值过程
38 
39     return newData;
40 }

　　效果如下：

　　这个效果看起来倒是不错，总感觉不是那么真实。

　　而且，这个程序有严重的问题。如果我换一张图片，重新设置 A和B的参数

　　就会出现如下的效果：

　　中间水平方向出现了明显的一条横线。

　　目前还没有解决的问题主要就是这条横线，然后就是怎么样才能使得水波纹看起来更真实。我想把用一张图片做成视频，不知道这个效果最后做出来是个什么样子。

　　如果是坐标转换出错了的话，理论上来说应该会水平、竖直都应该出现一条直线，现在只有水平方向有一条直线。

　　抽时间再仔细琢磨琢磨。