一个仿ps液化效果（前倾变形）的matlab程序

前一阵子，老师留了一个课后题，大致就是题目所说的效果，就用matlab来实现了一下，最后效果还算不错，只是可能是matlab循环效率问题，还有自己代码没有再进一步优化的原因，可能致使程序运行有点慢，希望同志们能给点建议，谢谢。

 

代码见下：

自己将代码封装成一个子函数change()

大体思路就是：

1）根据外界给的起点和终点的座标，求解出此方向的单位向量a=[ax ay]表示；

       注意：通过对向量a的ax及ay的正负性判断，决定图像的迭代方向

2）在方向向量求解出来的情况下，分别根据距离此单位向量a的平行距离ax和垂直距离ay，求解出变形程度（当然前提是点必须在圆内！）；

 

      注意：此处迭代思想大致可以这么理解：

若有一条直线，在前向变形的作用下，肯定会变成下面的曲线b_line。

  这样的话，原图上的A、B、C三点就映射到变形后图上的A‘、B’、C‘三点。

现在假设A、B、C三点的座标分别为（Ax,Ay）(Bx,By) (Cx,Cy)  (同时Ay=By=Cy,即原直线为一水平直线)

那么ABC三点的座标分别为（Ax,Ay+a）(Bx,By+b) (Cx,Cy+c),也就是说反过来看，曲线上点的灰度或者其他RGB分量可以根据他们前一个点的灰度或者RGB分量获得（此例中，前面的点由当前点减去a/b/c这样的增量得到）

也就是说，如果假定A A’之间有一点A''，那么A点的值可以间接的由A''获得，而A''的值由A点获得。可能大家觉得这样做没有必要，但是你想一想，如果A点距离A‘点太远，就会出现这样的情况：根据A点算出的A'点已经不再图像的范围ie之内，也就无法获得准确的值。合理控制迭代距离，会使得图像变形效果更好。

至于不是特殊情况（水平、垂直）下，映射如何建立，参见下面的程序代码。

3)  还有就是，弧线的形变程度也需要人为控制（其实说得直白点，就是设定ax和ay的影响权系数）。

4）多次试验后，发现迭代距离取5比较合适，还有就是计算出的A'点不一定为整数点，这里还要用插值估计下（本实验采用双线性插值）。

 

附上代码：

change.m

%I为原图的rgb矩阵，sp为起点座标，fp为矩阵的终点座标，rm为半径，s为形变程度(0<s<1)
function J=change(I,sp,fp,rm,s);
J=I;
[ym xm]=size(rgb2gray(I));
%sp=[35 480];%起点
%fp=[1 40];%终点
%rm=100;%半径
%s=0.75;
p=sp;

zz=sp-fp;
z2=sqrt(zz(1)^2+zz(2)^2);
danwei=zz/z2;%单位向量
x1=1;x2=1;%表明迭代方向，负值代表递减迭代
if danwei(1)<0 x1=-1;end
if danwei(2)<0 x2=-1;end

for k=1:10 %迭代次数根据起点终点而定
    yma=floor(min(p(1)+rm,ym));ymi=floor(max(1,p(1)-rm));
    xma=floor(min(p(2)+rm,xm));xmi=floor(max(1,p(2)-rm));%四个边界值
    sm1=ymi;sm2=yma;sn1=xmi;sn2=xma;ii=1;jj=1;
    if x1<0 sm1=yma;sm2=ymi;ii=-1;end
    if x2<0 sn1=xma;sn2=xmi;jj=-1;end
    for i=sm1:ii:sm2%need
       for j=sn1:jj:sn2%need
        d2=(p(1)-i)^2+(p(2)-j)^2;
        if d2 <= rm^2
            ab=[p(1)-i,p(2)-j];
            py=abs(ab*danwei');%平行于移动方向
            px=sqrt(d2-py^2);%垂直于移动方向
            fmn=5*(1-(1/rm)*sqrt(s*px^2+(1-s)*py^2))*danwei+[i,j];
            fm=fmn(1);fn=fmn(2);
            if(fm<1||fm>ym||fn<1||fn>xm)
            else
            km=fm-floor(fm);kn=fn-floor(fn);
            J(i,j,:)=(1-kn)*(km*J(floor(fm)+1,j,:)+(1-km)*J(floor(fm),j,:))+kn*(km*J(floor(fm)+1,j+1,:)+(1-km)*J(floor(fm),j+1,:));
            end
        end
    end
end
p=p+5*danwei;%实验测试发现取-5得到的效果为最佳
end

　　现在打开matlab命令窗口写上：

 I=imread('tigger.jpg');
 sp=[400,600];%起点座标
 fp =[200,300];%终点座标
 rm=100;s=0.75;
 J=change(I,sp,fp,rm,s);
 figure;imshow(I);
 figure;imshow(J);%显示变形后的图像

　　

变换后如下：

 

有什么错误及更好的方法，请多多指正。

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