2.3 几何滤镜

几何滤镜是指通过算法改变像素的位置，进而达到某种变形效果的滤镜。图像像素位置的变换过程，就是该滤镜的算法实现过程。

几何滤镜定义简单，但是更加多变，相对于颜色滤镜，显得没有规律性，往往一种变形效果对应一种图像处理算法，因而，开发成本较高。

几何滤镜的处理逻辑如下所述。

①输入原图。

②定义像素坐标位置计算公式，即变形算法。

③遍历原图中的所有像素，对符合要求的像素进行新位置计算。

④根据新位置映射得到滤镜效果。

本节以最常见的哈哈镜滤镜效果为例给大家讲解，方便大家对几何滤镜的逻辑和定义有更深入的理解。

哈哈镜实际上就是球面镜，球面镜在视觉效果上表现为：在半径为R的圆内，越接近圆心的地方，图像挤压变形得越厉害，从而呈现出挤压变形的搞怪效果。这里我们分别以凹面镜和凸面镜为例，凹面镜表现为周围向中间挤压变形，凸面镜则表现为中间向周围扩散变形。

哈哈镜凹面镜的算法原理如下所述。

假设O（x， y）为哈哈镜变形的圆心，示意图如图2.15所示。

C点像素坐标相对于O点坐标为 C（CX，CY），变形范围半径R=OC， C点变形后的点位坐标为C^'，C^'点相对于O的位移向量为（OX，OY），则C^'（X^'，Y^'）点的坐标计算如下：

其中，k为变形程度调节变量，k≥0时，k越大，球面变形效果越明显，反之，越平缓。O为图像中我们选取的变形中心，可以根据所需要变形的位置自行设定。

哈哈镜凸面镜的算法原理如下所述。

假设O（x， y）为哈哈镜变形的圆心， C点像素坐标相对于O点坐标为C（CX，CY），变形范围半径R=OC，C点变形后的点位坐标为C′，C′点相对于O的位移向量为（OX，OY），则C^'（X^'，Y^'）点的坐标计算如下：

在上述算法中可以看到，算法计算涉及的都是像素坐标的几何变换，与像素的 RGB 值没有关系，因此，将这类滤镜称为几何滤镜。

用C语言实现算法如下：

算法效果如图2.16所示。

在 Faceu和 B612之类的 App中，有着大量的这种人脸变形特效，充斥着搞笑与呆萌，大家可以仔细研究，细细体会。

本节所有代码工程及DEMO见代码包中2.3文件夹中的文件。