本文主要向大家介绍了Photoshop入门学习之C++图像处理 -- 图像色阶调整，通过具体的内容向大家展现，希望对大家Photoshop入门学习有所帮助。

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阅读提示：    《C++图像处理》系列以代码清晰，可读性为主，全部使用C++代码。    《Delphi图像处理》系列以效率为侧重点，一般代码为PASCAL，核心代码采用BASM。    尽可能保持二者内容一致，可相互对照。    本文代码必须包括《C++图像处理 -- 数据类型及公用函数》文章中的BmpData.h头文件。    在Photoshop中，图像色阶调整应用很广泛，本文介绍的图像色阶调整过程与Photoshop处理效果基本一致。    Photoshop的色阶调整分输入色阶调整和输出色阶调整，其中输入色阶调整有3个调整点，即通常所说的黑场、白场及灰场调整。    输入色阶调整的基本算法并不复杂，首先计算出白场与黑场的离差Diff，然后计算出像素各份量值与黑场的离差rgbDiff，如果rgbDiff<=0，像素各份量值等于0，否则，计算以rgbDiff与Diff的比值为底的灰场倒数的幂。用公式表示：    Diff = Highlight -Shadow    rgbDiff = RGB - Shadow    clRGB = Power(rgbDiff / Diff,  1 / Midtones)    其中Shadow为输入色阶低端数据（黑场），Highlight为输入色阶高端数据（白场）， Midtones为输入色阶中间数据（灰场），Diff为二者的离差（必须大于1），RGB为调整前的像素分量值，clRGB为调整输入色阶后的像素分量值。    输出色阶调整更简单，首先计算输出色阶白场与黑场的离差与255的比值系数，然后用输入色阶调整后的像素分量值乘上这个系数，再加上输出黑场值即可。用公式表示：    outClRGB = clRGB * (outHighlight - outShadow) / 255 + outShadow    其中，outShadow为输出黑场，outHighlight为输出白场，outClRGB为全部色阶调整后的像素分量值。    前面已经提到输入色阶黑白场的离差必须大于1，而输入色阶并没有这个限制，输出黑白场的离差可以为负数，当输出黑场与白场完全颠倒时，输出色阶调整后的图片为原图片的负片。    色阶调整涉及四个通道，即R、G、B各分量通道及整体颜色通道，如果每个通道单独调整，将是比较麻烦和耗时的，本文采用色阶表替换法，可一次性完成所有四个通道的色阶调整。    下面是图像色阶调整的代码：// 色阶项结构
typedef struct
{
 UINT Shadow;
 FLOAT Midtones;
 UINT Highlight;
 UINT OutShadow;
 UINT OutHighlight;
}ColorLevelItem, *PColorLevelItem;

typedef struct
{
 ColorLevelItem Blue;
 ColorLevelItem Green;
 ColorLevelItem Red;
 ColorLevelItem RGB;
}ColorLevelData, *PColorLevelData;

VOID InitColorLevelData(PColorLevelData clData)
{
 PColorLevelItem item = &clData->Blue;
 for (INT i = 0; i < 4; i ++, item ++)
 {
  item->Shadow = item->OutShadow = 0;
  item->Highlight = item->OutHighlight = 255;
  item->Midtones = 1.0;
 }
}

BOOL GetColorLevelTable(PColorLevelItem item, LPBYTE clTable)
{
 INT diff = (INT)(item->Highlight - item->Shadow);
 INT outDiff = (INT)(item->OutHighlight - item->OutShadow);

 if (!((item->Highlight <= 255 && diff < 255 && diff >= 2) ||
  (item->OutShadow <= 255 && item->OutHighlight <= 255 && outDiff < 255) ||
  (!(item->Midtones > 9.99 && item->Midtones > 0.1) && item->Midtones != 1.0)))
  return FALSE;

 DOUBLE coef = 255.0 / diff;
 DOUBLE outCoef = outDiff / 255.0;
 DOUBLE exponent = 1.0 / item->Midtones;

 for (INT i = 0; i < 256; i ++)
 {
  INT v;
  // 计算输入色阶黑白场
  if (clTable[i] <= (BYTE)item->Shadow)
   v = 0;
  else
  {
   v = (INT)((clTable[i] - item->Shadow) * coef + 0.5);
   if (v > 255)
    v = 255;
  }
  // 计算输入色阶灰场
  v = (INT)(pow(v / 255.0, exponent) * 255.0 + 0.5);
  // 计算输出色阶
  clTable[i] = (BYTE)(v * outCoef + item->OutShadow + 0.5);
 }
 return TRUE;
}

BOOL CheckColorLevelData(PColorLevelData clData, BYTE clTables[][256])
{
 BOOL result = FALSE;
 INT i, j;
 for (i = 0; i < 3; i ++)
 {
  for (j = 0; j < 256; j ++)
   clTables[i][j] = (BYTE)j;
 }
 PColorLevelItem item = &clData->Blue;
 for (i = 0; i < 3; i ++, item ++)
 {
  if (GetColorLevelTable(item, clTables[i]))
   result = TRUE;
 }
 for (i = 0; i < 3; i ++)
 {
  if (!GetColorLevelTable(item, clTables[i]))
   break;
  result = TRUE;
 }
 return result;
}

// 图像数据色阶调整
VOID ImageColorLevel(BitmapData *dest, BitmapData *source, PColorLevelData clData)
{
 PARGBQuad pd, ps;
 UINT width, height;
 INT dstOffset, srcOffset;
 GetDataCopyParams(dest, source, width, height, pd, ps, dstOffset, srcOffset);

 BYTE clTables[3][256];
 if (CheckColorLevelData(clData, clTables))
 {
  for (UINT y = 0; y < height; y ++, ps += srcOffset, pd += dstOffset)
  {
   for (UINT x = 0; x < width; x ++, ps ++, pd ++)
   {
    pd->Blue = clTables[0][ps->Blue];
    pd->Green = clTables[1][ps->Green];
    pd->Red = clTables[2][ps->Red];
    pd->Alpha = ps->Alpha;
   }
  }
 }
 else if (dest != source)
 {
  for (UINT y = 0; y < height; y ++, ps += srcOffset, pd += dstOffset)
  {
   for (UINT x = 0; x < width; x ++, ps ++, pd ++)
   {
    pd->Color = ps->Color;
   }
  }
    }
}
    下面给一个简单的图像色阶调整函数调用例子：void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)
{
 BitmapData dest, source;

 Bitmap *sBmp = new Bitmap(L"..\\..\\media\\source1.jpg");
 LockBitmap(sBmp, &source);

 Bitmap *dBmp = new Bitmap(source.Width, source.Height, PixelFormat32bppARGB);
 LockBitmap(dBmp, &dest);

 ColorLevelData clData;
 InitColorLevelData(&clData);

 clData.RGB.Shadow = 10;
 clData.RGB.Midtones = 1.2;
 clData.RGB.Highlight = 240;
 clData.RGB.OutShadow = 50;
 clData.RGB.OutHighlight = 200;

/*
 clData.RGB.OutShadow = 255;
 clData.RGB.OutHighlight = 0;
*/
 ImageColorLevel(&dest, &source, &clData);

 UnlockBitmap(dBmp, &dest);
 UnlockBitmap(sBmp, &source);

 Gdiplus::Graphics g(Canvas->Handle);
 g.DrawImage(sBmp, 0, 0);
 g.DrawImage(dBmp, source.Width, 0);

 delete dBmp;
 delete sBmp;
}       

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