Играем с изображением в PHP

Интернет технологии -> PHP -> Играем с изображением в PHP

В данном материале мы рассмотрим некоторые примеры манипуляции с изображением при помощи библиотеки GD, а именно – операции с пикселями. Манипуляции с пикселом означают, что действие будет относиться только к нему не затрагивая все окружающие пиксели.

Например, мы можем сделать негатив изображения. Для этого берем каждый пиксель в изображении и заменяем его противоположным цветом.

Хорошо, но как это работает? Очень просто. Я беру картинку PNG, прохожу по каждому пикселю этого изображения и передаю его функции, которая принимает пиксель в качестве параметра. Функция возвращает мне новый пиксель. Я складываю все новые пиксели и получаю новое изображение.

Класс для работы с пикселом

Для начала нам понадобится класс для работы с пикселом. Он очень прост – содержит в себе три значения: красного, зеленого и синего.

<?php 
class 
            Pixel { 
            
    function Pixel($r, $g, $b) 
            
    { 
            
        $this->r = ($r > 255) ? 255 : (($r < 0) ? 0 : (int)($r)); 
            
        $this->g = ($g > 255) ? 255 : (($g < 0) ? 0 : (int)($g)); 
            
        $this->b = ($b > 255) ? 255 : (($b < 0) ? 0 : (int)($b)); 
            
    } 
} 
?>

Этот класс имеет только одну функцию – конструктор, которая сохраняет RGB значения пикселя.

Чтобы создать красный пиксел, вы просто делаете:

<?php 
$red = new 
            Pixel(255, 0, 0); 
?>

Класс манипуляций с пикселами: главный метод

Далее мы создаем класс, который проделывает фактические действия с изображением. Назовем его Image_PixelOperations(). Я не стал писать удобного интерфейса для обработки различных форматов картинок, я думаю, что вы можете развить его самостоятельно. Все, что мне было нужно – это более простой метод для открытия PNG файлов, который бы проходил по каждому пикселу файла, вызывает функцию, получает новый пиксел и присваивает его новому изображению. Далее приведу текст метода:

<?php 
class 
            Image_PixelOperations { 
         
            
    function pixelOperation( 
            
            $input_image, 
            
            $output_image, 
            
            $operation_callback, 
            
            $factor = false 
            
            ) 
    { 
            
         
            
        $image = imagecreatefrompng($input_image); 
            
        $x_dimension = imagesx($image); 
            
        $y_dimension = imagesy($image); 
            
        $new_image = imagecreatetruecolor($x_dimension, $y_dimension); 
            
         
            
        if ($operation_callback == 
            'contrast') { 
            
            $average_luminance = 
            $this->getAverageLuminance($image); 
            
        } else { 
            
            $average_luminance = 
            false; 
            
        } 
            
         
            
        for 
            ($x = 
            0; 
            $x < 
            $x_dimension; 
            $x++) { 
            
            for 
            ($y = 
            0; 
            $y < 
            $y_dimension; 
            $y++) { 
            
         
            
                $rgb = imagecolorat($image, $x, $y); 
            
                $r = ($rgb >> 16) & 0xFF; 
            
                $g = ($rgb >> 8) & 0xFF; 
            
                $b = $rgb & 0xFF; 
            
         
            
                $pixel = new Pixel($r, $g, $b); 
            
                $pixel = call_user_func( 
            
                    $operation_callback, 
            
                    $pixel, 
            
                    $factor, 
            
                    $average_luminance 
            
                ); 
            
         
            
                $color = imagecolorallocate( 
            
                    $image, 
            
                    $pixel->r, 
            
                    $pixel->g, 
            
                    $pixel->b 
            
                ); 
            
                imagesetpixel($new_image, $x, $y, $color); 
            
            } 
            
         
            
        } 
            
         
            
        imagepng($new_image, $output_image); 
            
    } 
} 
            
         
            
?>

Метод принимает путь до файла. Никаких проверок не производит, предполагая, что это правильный PNG файл. Второй параметр – это имя нового файла изображения. Третий – функция, которая будет вызываться для каждого пикселя. И последний параметр – это любой дополнительный параметр, который мы хотели бы передать в вызываемую для пиксела функцию.

Добавляем шумов

И так, пришло время, чтобы написать первую функцию обработки пиксела: addNoise(). Добавление шума к изображению означает добавление случайного значения к каждому каналу пикселя (если у вас возник вопрос, что такое канал, то я отвечу – уровень красного цвета в пикселе = канал, тоже самое с зеленым и синим). Далее привожу функцию:

<?php 
    function addNoise($pixel, $factor) 
            
    { 
            
        $random = mt_rand(-$factor, $factor); 
            
        return new 
            Pixel( 
            
                    $pixel->r + $random, 
            
                    $pixel->g + $random, 
            
                    $pixel->b + $random 
            
                ); 
    } 
?>

Что представляет из себя функция? Она получает случайное число в указанном пользователем диапазоне ($factor). И добавляет его к значению каналов пиксела. Пользователь указывает диапазон уровня шума: 0 – нет шума, 255 – очень много шума.

Давайте проверять! Создаем простую HTML форму:

<form 
            method="get"> 
    <input name="image" 
            /> 
    <input type="submit" /> 
            
</form>

Она принимает параметр – названия файла с изображением. После получения этого параметра я создаю новый объект класса для работы с пикселами:

<?php 
if 
            (!empty($_GET['image'])) { 
            
         
            
    $po 
            =& new Image_PixelOperations(); 
            
         
} 
            
?>

Далее я показываю оригинальное изображение, а затем результат обработки.

<?php 
    echo 'Оригинал: <br 
            /><img src="'. $_GET['image'] .'" />'; 
            
    echo '<hr 
            />'; 
            
         
            
    // Шумы 
            
    $noise 
            = 100; 
            
    $po->pixelOperation($_GET['image'], 'result_noise.png', 
            array($po, 
            'addNoise'), 
            $noise); 
            
    echo '<br 
            />Добаляем шумы (factor '. 
            $noise .'): <br /><img 
            src="result_noise.png" />'; 
            
    echo '<hr 
            />'; 
            
         
            
?>

Результат:

Вот еще примеры. Первое изображение получено при помощи фактора 20, а второе – 500:

Управление яркостью

Давайте теперь попробуем поиграть с яркостью изображения. Нижеприведенная функция добавляет целое число (одно и тоже) к каждому каналу пиксела. Если мы вызываем функцию с положительным значением – яркость увеличивается, если с отрицательным – уменьшается.

<?php 
function 
            adjustBrightness($pixel, $factor) 
{ 
    return new 
            Pixel( 
            
    $pixel->r + $factor, 
            
    $pixel->g + $factor, 
            
    $pixel->b + $factor 
    ); 
} 
?>

Чтобы протестировать эту функцию выполните следующий код:

<?php 
$brightness = 
            50; 
            
$po->pixelOperation($_GET['image'], 'result_bright.png', 
            array($po, 
            'adjustBrightness'), $brightness); 
echo '<br 
            />Ярче: <br /><img src="result_bright.png" 
            />'; 
$brightness = -50; 
$po->pixelOperation($_GET['image'], 'result_dark.png', 
            array($po, 
            'adjustBrightness'), $brightness); 
echo '<br 
            />Темнее: <br /><img src="result_dark.png" 
            />'; 
echo '<hr />'; 
            
?>

Смотрим на результат:

Меняем местами цвета

Давайте теперь займемся сменой цветов. Это означает, что мы можем взять, скажем, количество красных цветов и заменить их, например, на количество синих цветов. Возможные варианты:

RGB to RBG
RGB to BGR
RGB to BRG
RGB to GBR
RGB to GRB

Давайте посмотрим, как выглядит функция:

<?php 
function 
            swapColors($pixel, $factor) 
{ 
                
    switch 
            ($factor) { 
                    
        case 
            'rbg': 
                    
        return 
            new Pixel( 
                    
        $pixel->r, 
                    
        $pixel->b, 
                    
        $pixel->g 
                    
        ); 
                    
        break; 
                    
        case 
            'bgr': 
                    
        return 
            new Pixel( 
                    
        $pixel->b, 
                    
        $pixel->g, 
                    
        $pixel->r 
                    
        ); 
                    
        break; 
                    
        case 
            'brg': 
                    
        return 
            new Pixel( 
                    
        $pixel->b, 
                    
        $pixel->r, 
                    
        $pixel->g 
                    
        ); 
                    
        break; 
                    
        case 
            'gbr': 
                    
        return 
            new Pixel( 
                    
        $pixel->g, 
                    
        $pixel->b, 
                    
        $pixel->r 
                    
        ); 
                    
        break; 
                    
        case 
            'grb': 
                    
        return 
            new Pixel( 
                    
        $pixel->g, 
                    
        $pixel->r, 
                    
        $pixel->b 
                    
        ); 
                    
        break; 
                    
        default: 
                    
        return 
            $pixel; 
                    
    } 
                    
} 
            
?>

Тестируем:

RGB -> RBG	RGB -> BGR	RGB -> BRG
RGB -> GBR	RGB -> GRB

Удаление или насыщение цветов

Далее рассматриваем еще 2 функции. Первая – устанавливает значение цвета в 0 (например, нет красного). Вторая – наоборот увеличивает колличество цвета до максимального значения, или сразу 2 канала. Таким образом, мы имеем 6 вариантов значений для каждого метода.

Удаление (или насыщение) красный
Удаление (или насыщение) зеленый
Удаление (или насыщение) синий
Удаление (или насыщение) красный и зеленый в то же самое время
Удаление (или насыщение) красный и синий
Удаление (или насыщение) зеленый и синий

Код:

<?php 
function 
            removeColor($pixel, $factor) 
{ 
    if ($factor == 'r' ) { 
            
        $pixel->r = 0; 
            
    } 
    if 
            ($factor == 
            'g' ) { 
            
        $pixel->g = 0; 
            
    } 
    if 
            ($factor == 
            'b' ) { 
            
        $pixel->b = 0; 
            
    } 
    if 
            ($factor == 
            'rb' || 
            $factor == 
            'br') { 
            
        $pixel->r = 0; 
            
        $pixel->b = 0; 
            
    } 
    if 
            ($factor == 
            'rg' || 
            $factor == 
            'gr') { 
            
        $pixel->r = 0; 
            
        $pixel->g = 0; 
            
    } 
    if 
            ($factor == 
            'bg' || 
            $factor == 
            'gb') { 
            
        $pixel->b = 0; 
            
        $pixel->g = 0; 
            
    } 
    return 
            $pixel; 
} 
            

function maxColor($pixel, $factor) 
{ 
    if ($factor == 'r' ) { 
            
        $pixel->r = 255; 
            
    } 
    if 
            ($factor == 
            'g' ) { 
            
        $pixel->g = 255; 
            
    } 
    if 
            ($factor == 
            'b' ) { 
            
        $pixel->b = 255; 
            
    } 
    if 
            ($factor == 
            'rb' || 
            $factor == 
            'br') { 
            
        $pixel->r = 255; 
            
        $pixel->b = 255; 
            
    } 
    if 
            ($factor == 
            'rg' || 
            $factor == 
            'gr') { 
            
        $pixel->r = 255; 
            
        $pixel->g = 255; 
            
    } 
    if 
            ($factor == 
            'bg' || 
            $factor == 
            'gb') { 
            
        $pixel->b = 255; 
            
        $pixel->g = 255; 
            
    } 
    return 
            $pixel; 
} 
            
?>

Результаты:

Удаляем красный	Удаляем зеленый	Удаляем синий
Удаляем красный и зеленый	Удаляем зеленый и синий	Удаляем красный и синий
Насыщаем красный	Насыщаем зеленый	Насыщаем синий
Насыщаем красный и зеленый	Насыщаем зеленый и синий	Насыщаем красный и синий

Делаем негатив

Эта функция очень проста – у вас много красного? Значит сделаем мало. И так далее.

<?php 
function 
            negative($pixel) 
{ 
    return new 
            Pixel( 
            
    255 
            - $pixel->g, 
            
    255 
            - $pixel->r, 
            
    255 
            - $pixel->b 
    ); 
} 
?>

Результат:

Оттенки серого (Grayscale)

Не знаю, в курсе вы или нет, но оттенок серого получается уравниванием R, G, B каналов. Более темные участки имеют больше насыщения, светлые – меньше.

Чтобы привести изображение к оттенкам серого мы должны взять среднее число насыщения каналов и установить их на среднее число.

<?php 
function 
            greyscale($pixel) 
{ 
    $pixel_average = 
            ($pixel->r + $pixel->g + $pixel->b) / 3; 

    return new 
            Pixel( 
            
    $pixel_average, 
            
    $pixel_average, 
            
    $pixel_average 
            
    ); 
} 
            
?>

Результат:

Черно-белое

В отличие от оттенков серого, черно-белое изображение имеет только 2 цвета: черный (0,0,0) и белый (255,255,255). $factor мы будем использовать для определения границы того, что считать черным, а что – белым. Простота логики в том, что мы суммируем R+G+B и смотрим, к чему значение ближе – к 255 или к 0. Использование $factor позволит нам внести некоторую гибкость в алгоритм (внести некоторую субъективность):

<?php 
function 
            blackAndWhite($pixel, $factor) 
{ 
    $pixel_total = 
            ($pixel->r + $pixel->g + $pixel->b); 

    if ($pixel_total > 
            (((255 + 
            $factor) / 
            2) * 
            3)) { 
            
        // белый 
            
        $pixel->r = 255; 
            
        $pixel->g = 255; 
            
        $pixel->b = 255; 
            
    } else { 
            
        $pixel->r = 0; 
            
        $pixel->g = 0; 
            
        $pixel->b = 0; 
            
    } 

    return 
            $pixel; 
} 
            

?>

Результат ($factor = 20):

Отсечение

Не знаю, насколько эта функция может оказаться полезной. Она занимается удалением пограничных значений (переходов) цвета, заменя их чистым цветом: если у вас было 5, 155, 250 станет – 0, 155, 255. $factor дает нам гибкость в рисунке. Пока я вижу нужность этой функции для уменьшения размера изображения.

<?php 
function 
            clip($pixel, $factor) 
{ 
    if ($pixel->r > 255 - $factor) { 
            
        $pixel->r = 255; 
            
    } 
    if 
            ($pixel->r < $factor) { 
            
        $pixel->r = 0; 
            
    } 
    if 
            ($pixel->g > 255 - $factor) { 
            
        $pixel->g = 255; 
            
    } 
    if 
            ($pixel->g < $factor) { 
            
        $pixel->g = 0; 
            
    } 
    if 
            ($pixel->b > 255 - $factor) { 
            
        $pixel->b = 255; 
            
    } 
    if 
            ($pixel->b < $factor) { 
            
        $pixel->b = 0; 
            
    } 

    return 
            $pixel; 
} 
            
?>

Результат ($factor = 100):

Корректировка контраста

Эта операция не является операцией над пикселом в чистом виде, поскольку принимает во внимание информацию обо всех пикселях для принятия решения о том, как поступить с данным конкретным. Настройка контраста нуждается в так называемой средней яркости. Чтобы высчитать среднюю яркость вам необходима формула, приведенная в функции ниже.

<?php 
function 
            getAverageLuminance($image) 
{ 
    $luminance_running_sum = 
            0; 
            
    $x_dimension 
            = imagesx($image); 
            
    $y_dimension 
            = imagesy($image); 
            
    for ($x 
            = 0; $x < $x_dimension; $x++) { 
            
        for 
            ($y = 
            0; 
            $y < 
            $y_dimension; 
            $y++) { 
            

            $rgb = imagecolorat($image, $x, $y); 
            
            $r = ($rgb >> 16) & 0xFF; 
            
            $g = ($rgb >> 8) & 0xFF; 
            
            $b = $rgb & 0xFF; 
            

            $luminance_running_sum += 
            (0.30 * 
            $r) + 
            (0.59 * 
            $g) + 
            (0.11 * 
            $b); 
            

        } 
            

    } 
            
    $total_pixels 
            = $x_dimension 
            * $y_dimension; 
            
    return $luminance_running_sum / 
            $total_pixels; 
            
} 
?>

Конечное же преобразование контраста очень просто:

<?php 
function 
            contrast($pixel, $factor, $average_luminance) 
{ 
            
    return new Pixel( 
            
    $pixel->r * $factor + (1 - $factor) * $average_luminance, 
            
    $pixel->g * $factor + (1 - $factor) * $average_luminance, 
            
    $pixel->b * $factor + (1 - $factor) * $average_luminance 
            
    ); 
} 
            
?>

Результаты (0.5 и 1.5 соответственно):

Соль и перец

Эта функция в целом случайным образом «разбрызгивает» по изображению белые и черные точки.

<?php 
function 
            saltAndPepper($pixel, $factor) 
{ 
    $black = (int)($factor/2 + 1); 
            
    $white 
            = (int)($factor/2 - 1); 
            
    $random 
            = mt_rand(0, $factor); 
            
    $new_channel 
            = false; 
            
    if ($random 
            == $black) { 
            
        $new_channel = 0; 
            
    } 
    if 
            ($random == 
            $white) { 
            
        $new_channel = 255; 
            
    } 
    if 
            (is_int($new_channel)) { 
            
        return new 
            Pixel($new_channel, $new_channel, $new_channel); 
    } else { 
            
        return 
            $pixel; 
            
    } 
} 
?>

Пример ($factor = 20):

Гамма-коррекция

<?php 
function 
            gamma($pixel, $factor) 
{ 
    return new 
            Pixel( 
            
    pow($pixel->r / 255, $factor) * 255, 
            
    pow($pixel->g / 255, $factor) * 255, 
            
    pow($pixel->b / 255, $factor) * 255 
    ); 
} 
?>

Пример ($factor = 2.2):

Послесловие

Если вы, экспериментируя с этим классом, изобрели еще какой-либо интересный эффект - опубликуйте свою функцию в комментариях внизу этой страницы и я добавлю ее в эту статью!

Источник: www.kuzma.russofile.ru

Ссылки по теме
Внутренние функции
Обработка строк в РНР
PHP и всё такое...
Пишем PHP код, устойчивый к ошибкам
Полезные скрипты на PHP
Почтовые функции в РНР
Полезные функции для работы с файловой системой

Компьютерная документация от А до Я - Главная

Интересное в сети

10 новых программ

CodeLobster PHP Edition 3.7.2
WinToFlash 0.7.0008
Free Video to Flash Converter 4.7.24
Total Commander v7.55
aTunes 2.0.1
Process Explorer v12.04
Backup42 v3.0
Predator 2.0.1
FastStone Image Viewer 4.1
Process Lasso 3.70.4
FastStone Image Viewer 4.0
Xion Audio Player 1.0.125
Notepad GNU v.2.2.8.7.7
K-Lite Codec Pack 5.3.0 Full

Наши сервисы

Рассылка новостей. Подпишитесь на рассылку сейчас и вы всегда будете в курсе последних событий в мире информационных технологий.

Новостные информеры. Поставьте наши информеры к себе и у вас на сайте появится дополнительный постоянно обновляемый раздел.

Поставить

Добавление статей. Если вы являетесь автором статьи или обзора на тему ИТ присылайте материал нам, мы с удовольствием опубликуем его у себя на сайте.

Прислать

Реклама на сайте. Размещая рекламу у нас, вы получите новых посетителей, которые могут стать вашими клиентами.

Разместить

Это интересно

При цитировании и перепечатке ссылка на www.compdoc.ru обязательна. Карта сайта.

Интернет технологии -> PHP -> Играем с изображением в PHP