Hoodlum1980 (fafa)'s Technological Blog

Languages mainly using and digging: C / CPP, ASM, C#, Python. Other languages:Java.

博客园 首页 新随笔 联系 订阅 管理
       Photoshop是数字图像处理领域内的杰出软件。同时,它也允许第三方以插件(Plugin) 的形式扩展其功能。Photoshop的插件目前一共可分为以下九种:自动化(批处理)(出现在‘自动’子菜单下),颜色拾取,导入,导出(出现在‘导入’‘导出’子菜单下),扩展,滤镜,文件格式(出现在打开,存储为),解析(与导出导出功能),选取(出现在‘选择’菜单下)。这里我们以最为用户熟悉的滤镜为例讲解。
(一)插件的通用部分介绍:
        调用插件的主程序我们成为宿主,在大多数情况下就是Photoshop(以下简称PS),一个插件实际上在windows系统下是一个动态链接库(只是具有不同扩展名)。PS使用LoadLibray加载插件模块。当用户采取相应操作时,将引起一系列ps对插件模块的调用。所有的这些调用都是调用同一个入口点。该入口点是这样一个函数,定义如下:(由于PS采取对windows和苹果机兼容,这里我们只给出在windows系统上的定义)

void ENTRYPOINT (
         short selector,
         void* pluginParamBlock,
         long* pluginData,
         short* result);

selector:
      操作类型指示符。当seletor=0时,它对所有类型的插件都具有相同的意义,即要求显示一个关于对话框。其他值,则根据插件类型而意义有所不同。

pluginParamBlock:
      这是一个指向一个很大结构的指针,这个结构用于在宿主和插件之间传递信息和数据。对于不同类型插件,它具有不同结构。

pluginData:
       一个指向int32类型的指针。它是为PS为插件在多次调用期间保存的一个值。它的一个标准用法是插件可把一些全局数据的指针交给该参数保存,

result:
       一个指向int16的指针,每次插件被调用它必须设置result。返回0表示插件代码中没有发生错误。当发生错误时,这个值返回一个错误码。有关错误码,ps为不同类型的插件分别划分了错误码的范围,并在SDK中预定义了一些值。

关于对话框:
所有插件应该响应about调用。插件可以显示一个自定义的对话框。但是为了保持一致性,应该遵守下面的约定:
(1)显示在主屏幕的水平居中,垂直1/3高度处。
(2)不需要包含一个OK按钮,而是响应在任意位置的点击以及回车键。

(二)滤镜插件的介绍
滤镜插件的作用是,针对图像的选择区域做出修改。滤镜行为从调节饱和度,亮度,到对图像的滤波等等。滤镜在windows下的扩展名是“.8BF”。
下图显示了PS和滤镜插件之间的调用序列,非常重要,这是在SDK文档中的一个图片,对每一个类型的插件都有这样一幅图,这里显示的是滤镜插件的调用序列。
              

滤镜可以使用滤镜菜单进行调用,即最上面的调用起始点。在调用一次以后,Photoshop将把最近一次滤镜操作放到滤镜菜单的“最近一次滤镜”子菜单上,以后点击该菜单则对应上图中的“最近一次滤镜命令”。下面我们将简要介绍上图流程。首先我们看一个滤镜的入口点函数的“模板”:
EntryPoint Of Plugin :PlugInMain
注意,上面这个函数就是我们的滤镜的最重要的一个函数,因为这个函数是提供给PS调用的,我们可以看到这个函数声明为了一个Dll导出函数。从调用序列可以看到,这个机制使得这个函数的作用和 窗口的窗口过程 非常类似。窗口过程用于根据MSG ID处理消息,而这个函数主要用于根据selector做相应操作。因此他们都是有包含一个switch-case分支处理结构。

filterRecord
上面这个函数中用到的第二个参数,当属于about调用时(即selector=0)它是一个指向AboutRecord结构的指针,当非about调用时,他是一个指向FilterRecord结构的指针,FilterRecord结构是一个非常庞大复杂的结构,它是ps和滤镜之间用于沟通和传递数据的关键载体,它的sizeof=452个字节,大约包含100多个成员,在文档中一共有7页用于介绍该结构的成员含义。FilterRecord的完整定义位于头文件:sdk中的pifilter.h。下面我将在提到时再去讲解它最基本和最重要的一些成员。

(三)调用流程简介。

(3.1)filterSelectorParameters调用:
如果滤镜有一些参数需要用户设置,那么它应该把参数保存到一个位置。然后把该地址设置到第三个参数data。PS将把这个参数初始化为NULL。这个调用是否发生取决于用户的调用方式,当一个滤镜刚刚调用后,这个滤镜将出现在滤镜的最近一次命令菜单,用户可以以此菜单以相同参数(这时不会显示对话框要求用户设置新的参数)再次调用。当用户使用最后一次滤镜命令调用时,该调用不会发生。(参加上图)。因此,如果错误的参数可能产生使程序崩溃的危险时,应该每一次都检查,验证,然后初始化参数。
      注意!:因为对对不同大小的图像可以用同样的参数,所以参数不应该依赖图像大小。例如,某个参数不应该取决于图像宽度或者高度,通常应该用一个百分比或者比例系数作为参数比较合适。
      所以,你的参数数据块应该包含以下信息:
       1. 一个签名,这样滤镜可以快速的确认这是属于它的参数数据。
       2.一个版本号,这样插件可以自由升级而无需改变签名。
       3.字节序标识。(为了跨平台)指示当前使用的是什么字节序。

      Parameter block (参数数据块)和scripting system (脚本描述系统)
      脚本描述系统用于缓存我们的参数,在每种调用类型都会把它传递给插件,因此可以使用它存储你的所有参数。一旦你的Parameter block通过验证,你都应该从传递的参数读取数据,然后更新你的参数。例如:
       1.首先调用ValidateMyParameters验证或者初始化你的全局参数。
       2.然后调用ReadScriptingParameters方法读取参数,并写入你的全局参数数据结构。

(3.2)filterSelectorPrepare调用:
        该调用允许你的插件模块调节ps的内存分配算法。“最近一次滤镜”命令将从这个调用开始。PS将maxSpace(这是属于FilterRecord结构(第二个参数)的成员,此后出现的新成员将不再做特殊说明)设置为他能为插件分配的最大字节数。
         imageSize, planes 以及 filterRect 成员:
         这几个成员现在(指sdk 6.0)已经定义,可以用于计算你的内存需求量。imageSize,图像尺寸。planes,通道数。
         filterRect:滤镜矩形。
         这里我再强调一下这个filterRect,它是PS定义的Rect类型(和windows api的RECT结构类似)。这个概念也就是我在《置换滤镜原理》的研究一贴中提到的和反复强调的“选区外接矩形”的概念,在当时我还没有接触到ps sdk。这里我们看到,在Photoshop的代码中,它被称为filterRect。
         bufferSpace:
         如果滤镜想分配超过32K的空间,那么应该设置这个成员为你想申请的字节数。ps会尝试在下一个调用(start调用)前释放这样大小的空间,以保证你的下次调用成功。

(3.3)filterSelectorStart调用:
          该调用中,应该验证参数数据块,根据ps传递来的参数,去更新你自己参数,如果需要显示你的UI。然后进入你的数据处理流程。
          advanceState 回调:(用于请求PS更新相应的数据)
          这是一个PS提供给滤镜的非常重要的回调函数,它的定义如下:
           #define MACPASCAL
           typedef short OSErr;
           typedef MACPASCAL OSErr (*AdvanceStateProc) (void);
          他的作用是要求PS立即更新FilterRecord中的过时数据。例如我们可以设置我们新的处理矩形,然后调用该函数,就可以在此调用后得到我们需要的新的数据。如果你使用这个回调,那么你的核心处理可以全部在start调用中完成,而无需使用continue调用。当处理完成后,可以设inRect=outRect=maskRect=NULL.
如果你不使用这个回调,那么你应该设置第一个矩形区域,然后使用continue调用循环处理。
        例如我们可以在start调用是使用下面的循环来贴片处理图像,直到整个图像处理结束。
advanceState回调示例
          
         inRect, outRect & maskRect
         设置inRect 和 outRect (当使用选区蒙版时设置maskRect),以请求第一个处理区域。如果可能,你应该把图片切成小片,这样可以减少传递数据时的内存需求量。使用 64x64 或者128x128 的贴片是一个比较习惯性的做法。

(3.4)filterSelectorContinue调用:
        当inRect, outRect,  maskRect之中的任一个不是空矩形时,该调用会持续发生。
         inData, outData & maskData
         这三个成员都是void *指针,指向你请求的图像数据起始点,我们最主要的工作就是计算,然后设置这里的数据,在调用时,inData和outData会根据你请求的矩形区域被相应位置的图像数据填充,然后你的处理任务主要是修改outData数据区,告诉PS你的处理结果,PS会把结果更新到图像。注意,你不需要考虑传递进来的选区和选区形状,因为这个工作PS会自动保护选区外的数据,你只需要关注你自己的算法即可。处理结束后,设置下一次处理的inRect,outRect。如果结束了,那么把它们置空即可。注意,inRect不一定和outRect是一样的。
         progressProc 回调:(用于设置PS进度条)
         它的类型定义为: 
         typedef MACPASCAL void (*ProgressProc) (int32 done, int32 total);

         这是PS提供的用于设置进度条的回调函数,插件可以使用这个回调让PS更新下面的进度条,它接收两个参数,一个是已经完成的任务数,一个是总任务数。当你需要想用户反馈你的处理进度,则可以这样设置进度:
         gFilterRecord->progressProc ( progress_complete,   progress_total );

         abortProc 回调:(用于向宿主查询用户是否采取了取消行为)
         其类型定义为:
         typedef  Boolean (*TestAbortProc) (void);
         这个回调用于查询用户是否取消了操作,在一个消耗时间较长的处理中,插件应该每秒钟调用几次这个函数,确认用户是否做了取消(例如按下Esc键等)。如果返回TRUE说明当前的操作应该取消,并且返回一个正的错误码。
 

(3.5)filterSelectorFinish调用:
        该调用允许插件在处理结束后做清理工作。当并且仅当start调用成功(没有返回错误)时,finish才会被调用。即使continue中发生错误,finish调用依然会发生。
        注意!:小心处理用户在continue调用期间取消的行为,通常这时候你在期待下一次continue调用。如果用户取消,下一次调用将是finish调用,而不是continue!!!。
        规则:如果start调用成功,Photoshop保证将会发起Finish调用。

(3.6)错误码
        插件可以返回标准的操作系统错误码,或者报告它自己的错误(正整数)。在sdk中有定义:
       #define filterBadParameters –30100 // 
       #define filterBadMode –30101 // 不支持该模式图片

(四)雨滴滤镜的DEMO
         前面我们主要讲述了一个滤镜的基础知识。然后这还是仅仅提取了最重要的部分讲解的,更多的技术细节限于篇幅无法估计。上文的主要基础是PS SDK6.0的文档,其中的主要规则属于对原文的翻译,有少量内容属于我个人的实践和理解(我将在有时间的时候把属于个人理解的用颜色区分注明)。
         现在我们才开始进入demo的讲解!!!真的很累。。。。
         雨滴滤镜的算法主要参考了国外的一个网址,这是一个网友给我的另一篇文章的回复中报告给我的地址。这个滤镜的起源是球形化算法(在PS中有此内置滤镜)。算法我们不做介绍了,因为它虽然是滤镜的核心,但不是本文重点。我们给出在此基础上水滴效果的伪码:
      
          ---水滴效果--------------------
          随机产生一个位置cx,cy,随机产生一个半径R,
          在cx,cy处以R为半径做球形化扭曲。
          在该位置处加上水滴的高光和阴影。
          对水滴内部做一个3*3模板的高斯模糊。
         ----------------------------------

 (4.1)像素定位
         重复上述过程,将产生多个水滴。这就是这个滤镜的核心算法。具体公式不给出了。但是为了处理数据,我们必须了解如何在PS传递来的数据中定位一个像素数据,例如我们想获得原图上(x,y)位置上R通道的像素数据,我们如何拿到呢?这里还要介绍FilterRecord中和像素定位相关的重要数据成员,
         int32 inRowBytes ,outRowBytes, maskRowBytes,
         这是相应的inData,outData,maskData中的扫描行宽度,都是int32类型,属于PS提供给插件的数据。在c#中相当于BitmapData.Stride。但是注意的是,在inData和outData中,数据未必是按照4byte对齐的!但是ps也没有说行尾就没有任何冗余字节。总之,它是一行图像数据在内存中的占据的字节数量(跨度)。
          int16 inLoPlane, inHiPlane, outLoPlane, outHiPlane,
          属于插件像PS请求时通知给PS的数据,值得是下一个处理中请求的第一个通道和最后一个通道值,注意这个值是以0为base的索引值。例如对于RGB图像来讲,有三个通道,0到2分别对应B,G,R(注意这里保持文件中顺序,而不是PS中的习惯的RGB顺序!!!)。我们可以一次请求一个通道,也可以一次请求多个通道,多个通道的数据将会依次交叉排布(interleave)。例如,如果我们设置inLoPlane=0,inHiPlane=2,则PS提供给我们的inData数据排列是:
          [B G R] [B G R] ... ....
          如果我们把inLoPlane=inHiPlane=1,则PS提供给我们的inData是:
          [G] [G] ......
                   
          好了有了上面的几个关键成员讲解,我们可以看到我们如何定位一个像素,其方式如下:
         首先我们请求的通道数量设为planes:则:
          planes=inHiPlane-inLoPlane+1; //通道数量         
          uint8 *pixels=(uint8*)inData;
          我们取到(x,y)位置的索引为k的通道数据表达式如下:
          pixels [ y * inRowBytes + x * planes + k ];
          或者
          *(pixels + y * inRowBytes + x * planes + k);
          
          例如,我们请求了一副图片的RGB三个通道(inLoPlane=0,inHiPlane=2),为简便,inRect设置为整个图片大小,则位于(x,y)位置的像素数据如下: 

           pixels [ y * inRowBytes + x * 3  ];          // p(x,y).B
           pixels [ y * inRowBytes + x * 3  + 1 ];    // p(x,y).G
           pixels [ y * inRowBytes + x * 3  + 2 ];    // p(x,y).R

         好了,有了上面的基础,我们可以看下面的高斯3*3模板处理,高斯3*3模板如下:
         1 2 1
         2 4 2  /16
         1 2 1
         我们使用上面的像素定位方式,可以很容易写出下面的循环处理中的内容:
高斯模糊(3*3模板)


(五)结束语:
      最后,让我们看一下滤镜使用中的效果截图:在PS启动时,它将扫描各插件目录下的插件,并加载到相应菜单。
      
       处理结果:
       
       最后是这个滤镜的一个压缩包的下载链接:
       RainDropFilter.rar
       安装方法是,将文件解压,放到Photoshop的滤镜安装目录即可,例如对于Photoshop CS,它的滤镜安装目录可能形如:
       “C:\Program Files\Adobe\Photoshop CS\增效工具\滤镜\”
       有关PS SDK,可以从Adobe官方获取,目前是否是免费的我不清楚了。。。。。


(六)参考资料:
(1)Photoshop SDK 6.0。
(2)Photoshop SDK CS。
(3)(雨滴滤镜的算法)Filter: Raindrops :http://www.jasonwaltman.com/thesis/filter-raindrops.html

----------------------------------------------------------------------------
 附录:Adobe SDK的声明!
----------------------------------------------------------------------------
// ADOBE SYSTEMS INCORPORATED
// Copyright  1993 - 2002 Adobe Systems Incorporated
// All Rights Reserved
//
// ADOBE系统 公司
// 版权 1993 - 2002 Adobe公司
// 保留所有权利。
//
// NOTICE:  Adobe permits you to use, modify, and distribute this
// file in accordance with the terms of the Adobe license agreement
// accompanying it.  If you have received this file from a source
// other than Adobe, then your use, modification, or distribution
// of it requires the prior written permission of Adobe.
//
// 注意:Adobe允许你在遵守相应Adobe许可协议条款的条件下,使用,修改,和分发这个文件。
// 如果你从非Adobe方获得该文件,则你使用,修改和分发需要此前签署的Adobe许可协议。
//-------------------------------------------------------------------------------

我的相关文章:《怎样编写一个Photoshop滤镜(1)》

posted on 2008-02-28 17:17  hoodlum1980  阅读(7991)  评论(11编辑  收藏  举报