ImageMagick 示例 -
颜色修改

请注意，用于曲线拟合的参数数量（上面的“a”到“d”）必须等于您提供的控制点数量。因此，如果您想要五个控制点，则需要在函数中包含另一个“e”项。 如果您的直方图曲线经过固定的控制点0,0和1,1，则您实际上只需要两个参数，因为“d”将等于“0”，而“c”将等于“1-a-b”。

有关上面内容的更详细的使用指南，特别是针对Windows用户的，但对Linux用户也适用，已发布在StackOverflow：使用 Gnuplot 在 Windows 上进行 IM 曲线上。如您从上面额外的“gnuplot”生成的图像中所见，生成的函数完美地拟合了控制点。此外，由于它生成了一个“-fx”样式公式，因此可以直接用作IM参数。

例如... magick test.png -fx "`cat fx_funct.txt`" fx_funct_curve.png

为了方便用户将控制点应用到直方图调整功能中，我创建了一个名为“im_fx_curves”的 shell 脚本，用于调用“gnuplot”并输出给定控制点的更美观的曲线方程。Gabe Schaffer 还提供了一个 Perl 版本（使用下载的“Math::Polynomial”库模块），名为“im_fx_curves.pl”，用于执行相同的操作。任一脚本都可以使用。例如，这是一个具有 5 个控制点的不同曲线...然而，FX 函数非常慢。但从 IM 6.4.8-9 版本开始，您现在可以直接将拟合多项式表达式的系数传递到 多项式函数方法 中。您可以使用“im_fx_curves”和特殊的“-c”选项生成以逗号分隔的系数列表...

例如，让我们将这些曲线应用到我们的测试图像... magick test.png -function Polynomial `cat coefficients.txt` test_curves.png

此方法更实际的示例在高级 “水”效果 示例中详细介绍。IM 论坛讨论中介绍了一种生成“曲线”的替代方法 任意色调再现曲线。

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着色图像

均匀着色图像

通常，着色图像可以通过将图像与颜色混合一定比例来实现。可以使用 评估操作符 或 混合图像 技术来完成，但这些方法并不简单。幸运的是，我们可以使用“-colorize”图像操作符，通过更简单的方法将均匀颜色混合到图像中。此操作符将当前“-fill”颜色混合到当前图像序列中的所有图像中。原始图像的 Alpha 通道保留，仅颜色通道被修改。例如，为了使图像变亮（灰度或其他），我们使用“-colorize”将一定比例的白色混合到图像中，使其变亮，但不会完全饱和。类似地，我们可以使用“black”填充颜色使图像变暗。要使图像的两端向中间色调变灰，可以使用特定的灰色填充颜色。颜色“gray50”是 RGB 颜色光谱的正中间颜色。这也经常用作“去对比度”的方法，例如 反向色阶调整操作符 提供的功能，但控制程度较低。 “-colorize”操作符还允许您分别为三个颜色通道指定溶解百分比。这对于以特殊方式线性地使图像变暗（或变亮）非常有用。

在 IM v6.7.9 之前，“-colorize”操作符不会修改 Alpha 通道。从该版本开始，如上所述，它现在统一着色所有像素，包括完全透明的像素。

“-colorize”操作符的一个常见用途是简单地替换现有图像中的所有颜色（着色“100%”），但保留图像的透明度（Alpha）形状，以便生成彩色蒙版。但是，从 IM v6.7.9 版本开始，您需要通过禁用 Alpha 通道来保护 Alpha 通道免受此操作符的影响，然后重新启用 Alpha 通道。（有关更多详细信息，请参见 Alpha 开启）。例如... magick test.png -alpha off \ -fill blue -colorize 100% \ -alpha on colorize_shape.png

如果没有这种保护，colorize 会将画布完全空白为给定颜色... magick test.png -fill blue -colorize 100% colorize_blank.png

但是，如果有可能使用低于 IM v6.7.9 版本的 IM，建议您在上述内容中包含“-alpha opaque”或“-alpha off”操作，以确保生成的图像完全符合您预期的空白图像。请注意，您可以使用 按颜色进行色阶调整 操作符用单个颜色而不是颜色范围更快地空白画布。另请参见 空白画布。

中间色调颜色色调

虽然 着色操作符 应用“-fill”颜色以线性着色图像中的所有颜色，但“-tint”操作符应用“-fill”颜色，以仅着色图像的中间色调颜色。该操作符是一个灰度操作符，颜色由给定的百分比（0 到 200）进行调节或增强。为了限制其效果，它还使用数学公式进行调整，因此它不会影响黑色和白色，但会对每个颜色通道的中间色调颜色产生最大影响。“-tint 100”基本上会使完美的灰色颜色着色，使其成为填充颜色强度的二分之一。较低的值将使它着色为更暗的颜色，而较高的值将使它着色为更接近该颜色的完美匹配。测试图像中的绿色不是真正的 RGB 绿色，而是缩放矢量图形“green”，其亮度仅为真正的绿色颜色的一半。因此，它也是一种中间色调颜色，因此受到“-tint”操作符的影响，变得更暗，与测试图像中的红色和蓝色色点不同。您还可以通过使用以逗号分隔的百分比列表来着色各个颜色分量。例如“-tint 30,40,20,10”。但这可能很难使用，可能需要一些试验才能正确使用。最好指定您想要的完美的 50% 灰色的颜色。

“-tint”操作符通过某种方式获取给定的颜色和百分比，然后根据以下公式调整图像中的各个颜色，根据“-fill”颜色的强度。（见右图） f(x)=(1-(4.0*((x-0.5)*(x-0.5)))) 一个二次函数，其结果用作图像中现有颜色的向量。如您所见，它为纯中间色调灰色提供了完整的颜色替换，对白色或黑色没有调整。 或者，您可以使用更底层的操作符来自己动手操作此类操作，请参见 FX 操作符 以及 评估和函数操作符。

着色操作符非常适合调整“-shade”输出的结果（参见 阴影叠加突出显示图像），例如 3D 子弹图像 中的示例。您还可以使用“-tint”来使图像的中间色调颜色变亮或变暗。这有点类似于图像的“伽马调整”，但并不完全相同。例如，使用大于 100 的着色值和“white”颜色会使中间色调变亮。而小于 100 的值会使颜色变暗。

目前，纯中间色调灰色颜色不会映射到“-fill”颜色。 百分比参数不是“混合百分比”，而更像是“亮度百分比”。例如，它对“黑色”填充颜色根本不起作用。 我不知道它为什么是这样设计的，也不知道它背后的历史。但是，它确实使着色灰度图像时的最终颜色的精确控制变得非常尴尬。 使用下面的 叠加合成着色 将提供更精确（尽管非常线性，而不是抛物线）的中间色调灰色的颜色着色。

棕褐色调色

一种特殊的摄影重新着色技术，“-sepia-tone”基本上是将图像转换为灰度，并将所有中间色调着色为特殊的棕色。

magick rose: -sepia-tone 65% sepia-tone.jpg

给定的参数是将成为最接近棕褐色的灰度“中间点”，这类似于颜色“Goldenrod”。最常见的用途是生成 双色调效果，以生成“旧式”照片（参见维基百科上的 棕褐色调）。例如，在这里我 着色 增强对比度的灰度玫瑰图像，使用各种颜色，以实现类似的棕褐色效果。您应该使用哪种颜色取决于您要寻找的确切效果。我个人发现，将棕褐色图像与原始图像混合或混合，以降低其效果，也可以产生更好的“褪色”效果。

magick rose: \( +clone -sepia-tone 60% \) -evaluate-sequence mean sepia-tone_blended.jpg

另请参见 Hald 颜色查找表，了解一种方法，您可以使用该方法保存更复杂的颜色更改变化，例如上面的最后一个示例。

双色调效果

“双色调”是一种印刷方法，您将图像的灰度（黑色油墨）与其他颜色混合，以在预算有限或印刷设备有限的情况下获得更好的效果。例如，今天您看到的所有旧照片都呈现出棕褐色调的原因是，棕褐色油墨保存了下来，没有随着时间的推移而退化或褪色。其他“黑白”图像格式褪色成无用。请参见上面的 棕褐色调操作符。另一种称为“蓝晒”的双色调技术（更常被称为“蓝图”）已成为制作原始黑白建筑图纸的大尺寸副本的一种广泛使用的方法。请记住，这种技术是在激光和复印（以及施乐）发明之前很久就使用了。有关更多信息，请参见维基百科条目 双色调，以及 假双色调与真双色调。上面的 着色操作符 确实生成了双色调效果的合理仿制品，就像它在上面为棕褐色效果所做的那样。请注意，我通常选择“双色调”颜色的更暗版本，但您也可以使用 着色操作符 的参数来调整它。亮度和对比度也可以使用 S 形对比度操作符 的参数进行调整。另一种更精确的从三种颜色（黑点、中间点和白点颜色）生成双色调的方法是使用 颜色查找表（见下文）。这是一个快速示例，我使用“Black”、“Chocolate”和“LemonChiffon”颜色来创建非常不寻常的双色调。是的，黑点颜色通常保留为黑色，这就是为什么它通常被称为双色调的原因。上述方法的优点是对中间点颜色进行精确控制（与 着色 不精确相比）。您也可以直接使用您喜欢的任何三种颜色，就像上面的示例一样，或者使用颜色的扩展渐变来更精细地控制三种（或更多）控制点之间的颜色。该技术还为您提供了一种非常紧凑的方法来存储特定的双色调效果，以便重复使用和将来使用。另请参见 Hald 颜色查找表，了解更复杂的颜色更改保存方法，这些方法超出了灰度图像着色。

颜色色调，DIY

“-tint” 最大的问题之一是它是一个灰度（或矢量）运算符。也就是说，它完全独立地处理每个红色、绿色、蓝色通道。反过来，这意味着像“blue”或“yellow”这样的主色和副色不受“-tint”的影响，即使所有灰度都受到影响。但是，借助各种通道数学变换，例如 FX 运算符 和更快的 Evaluate 和 Function 运算符，您可以生成自己的颜色叠加来修改图像。也就是说，以类似于 Colorize 运算符 的方式对图像进行 色调 处理。例如，在这里我将图像的灰度亮度级别转换为所需特定颜色的半透明叠加。

magick test.png \( +clone -colorspace gray \ -function polynomial -4,4,0 -background Gold -alpha shape \) \ -composite tint_diy_compose.png

警告，这不会正确保留图像透明度，但对于完全不透明的图像效果很好。请注意，与色调不同，可以使用任何颜色，包括“black”，因为颜色不视为矢量加法，而是 Alpha 合成。结果与您对普通色调获得的结果不太一样。

颜色色调叠加

特殊的 Alpha 合成 方法“Overlay”和“Hardlight”实际上是针对颜色（和图案）色调而设计的。这些合成方法还会替换中色调的灰色，只保留图像中的黑色和白色高光。

例如，这里我快速生成一个彩色叠加图像，并将其合成到原始图像以对其进行色调处理。 magick test.png \( +clone -alpha off -fill gold -colorize 100% \) \ -compose overlay -composite tint_overlay.png

如您所见，Alpha 合成不会保留原始图像的任何透明度，需要使用第二个 Alpha 合成操作来解决此问题。

magick test.png \ \( +clone -alpha off -fill gold -colorize 100% \ +clone +swap -compose overlay -composite \) \ -compose SrcIn -composite tint_overlay_fixed.png

使用“Overlay”是比上面使用的二次函数更线性的色调形式，并且与“-tint”一样，它分别应用于图像的每个通道，因此主色和副色也保持不变。此外，这种 Alpha 合成方法没有提供调整控制，因此，如果您想控制色调级别，则需要在应用色调之前调整叠加图像的透明度。当然，与我迄今为止展示的其他色调方法不同，您不仅限于对简单颜色进行色调处理，还可以使用图像或平铺图案来应用色调。

magick test.png \ \( -size 150x100 tile:tile_disks.jpg \ +clone +swap -compose overlay -composite \) \ -compose SrcIn -composite tint_overlay_pattern.png

但是，这超出了基本颜色处理的范围，因此我将在此处停止图像色调处理。

Alpha 合成方法“HardLight”将产生与“Overlay”相同的结果，但源图像和目标图像已交换。 这可以用来代替最后几个示例中的“+swap”。

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全局颜色修改器

调节亮度、饱和度和色调

“-modulate”运算符很特殊，因为它在特殊的 HSL（色相-饱和度-亮度）颜色空间 中修改图像。它将图像中的每个颜色像素转换为该颜色空间，对其进行修改，然后将其转换回原始颜色空间。它以百分比的形式接受三个值（虽然后面的值是可选的），因此 100 不会对图像进行任何更改。例如。

magick rose: -modulate 100,100,100 mod_noop.gif

第一个值，亮度是图像整体亮度的乘数。请注意，虽然“0”的亮度参数将生成纯黑色图像，但您无法使用此运算符单独生成纯白色图像。第二个值饱和度也是一个乘数，它会调整图像中存在的颜色总量。“0”的饱和度将生成灰度图像，如上面 将颜色转换为灰度 中所示。但是，灰色会像 HSL 颜色空间定义的那样，均匀地混合所有三个颜色通道，因此不会生成真实的“亮度”灰度。本质上，较小的值会产生更多“柔和”的颜色，而大于“100”的值会产生更多卡通化的彩色图像。请注意，由于亮度和饱和度是百分比乘数，因此您需要乘以一个非常大的数字才能将几乎所有图像颜色值更改为接近最大值。也就是说，您需要使用接近一百万的亮度系数才能使除纯黑、白色之外的所有颜色都变成黑色、白色。

色调调制

最后一个值，色调，实际上更有用。它以循环方式旋转图像的颜色。为了实现这一点，给定的色调值会产生“模加法”，而不是乘法。但是要注意，色调是使用百分比旋转的，而不是使用角度旋转的。这可能看起来很奇怪，但“-modulate”一直都是这样。角度和调制参数之间的转换公式是。这意味着“100”（对于所有三个参数）不会产生任何变化。虽然“0”或“200”的值实际上会否定图像中的颜色（但不会否定亮度）。例如。如您所见，“33.3”的值会使所有颜色大约 60 度的负向旋转，或逆时针旋转，有效地将红色映射到蓝色，蓝色映射到绿色，绿色映射到红色。使用“0”或“200”的值会产生 180 度的颜色完全否定，而不会否定图像的亮度。请注意，色调是循环的，因此使用“300”的值将产生 360 度的颜色旋转，并且不会对图像产生任何变化。有关使用“色调调制”来修改图像中颜色的示例，请参见 色度键蒙版 和 地图中的图钉。
也可以使用高级 颜色空间 技术来应用这些类型的操作以及更多操作，例如在 重新着色矩阵运算符（下面）中使用，但对于图像的基本“调制”，此运算符极大地简化了操作。对于主要颜色交换，无论是 重新着色矩阵运算符，还是通道交换（参见 分离/组合运算符），可能都是更准确的技术。虽然它没有那么通用。另请参见 Hald 颜色查找表，了解一种可以保存颜色变化（特别是色调变化）以供以后重复使用的方法。

调节 DIY

如果您真的想“自己动手”。您基本上将图像转换到适当的颜色空间，修改值，然后转换回来。请记住，在 HSL 颜色空间 中，绿色通道保存饱和度值，蓝色通道保存亮度值。例如，以下代码等效于“-modulate 80,120”（稍微变暗，增加颜色饱和度），使用默认的 HSL 颜色空间。当然，如果您使用此方法修改色调（红色通道），则需要确保最终值“环绕”（模运算），而不是简单地在最大值或最小值处剪切值（这两个值都是“红色”色调）。因此，对于色调修改，直接使用 Modulate 运算符 可能更容易。

在其他颜色空间中调节

“-modulate”最大的问题是处理包含大量“接近白色”颜色的图像时。由于它在 HSL 颜色空间中完成工作，因此随着亮度降低，偏白色的颜色会变得更加“饱和”。您可以在上面玫瑰图像的白叶中看到这一点，它在 50% 变暗时显示出大量的颜色伪像。这在处理 JPEG 图像格式时尤其是一个问题，因为它由于其有损压缩算法，往往会生成偏白色颜色（实际上所有颜色通常都略微偏色）。例如。这里的问题是在 HSL 中，所有偏白色的颜色都集中在使用颜色空间的小“白点”区域（双锥体）内。当亮度降低时，偏白色的颜色会随着颜色锥体的扩展而扩展，导致偏白色颜色生成更多彩色的（饱和的）偏白色颜色集。也就是说，颜色的小变化会被夸大。解决此问题的方法是在 HSB 颜色空间而不是 HSL 颜色空间中“-modulate”。

HSB 中的“B”表示亮度，但通常也称为 HSV，其中“V”表示值。它们是同一个颜色空间，但“V”是一个令人困惑的术语，因为值通常表示“存储的数字”。 还有一个 HSI 颜色空间（使用“I”表示亮度），但它并不常见，而且由于添加了 HCL（其中“L”表示亮度）循环颜色空间（见下文），因此不需要它。

在 HSB 颜色空间中，“白色”不是一个点，而是一个大的“圆盘”，因此偏白色彼此之间并不“靠近”。因此，当您降低亮度时，偏白色会均匀收缩，减少任何细微的颜色变化，而不是扩大它们。因此，白色只是变成了灰色，而不是更鲜艳。要在 HSB 颜色空间 中调制图像，您可以使用 DIY 技术（见上文）在该颜色空间中进行操作。或者，使用 IM v6.5.3-7 及更高版本，您可以通过 定义操作控制“modulate:colorspace”来使用其中一个“色调”颜色空间。

magick wedding_party_sm.jpg \ -define modulate:colorspace=HSB -modulate 85 \ modulate_HSB.png

其他“色调”颜色空间是 HWB 和 HCL（见下一节）。当然，如果您将图像调整到这么小的尺寸，更好的解决方案是不要将图像保存为 JPEG，因为这是导致偏白色值的原因。更好的是，在完成操作之前不要保存图像，这样可以将所有颜色值保持在内存中最佳的 质量 设置。HSB 颜色空间未作为默认值用于调制的原因是，如果您在这个颜色空间中使图像变亮，颜色会变得更加饱和，更加大胆，而不是图像变得更加明亮，更加白色。例如，这里比较了在默认 HSL 中和指定 HSB 颜色空间中对“玫瑰”图像进行 150% 亮度处理。

在 IM v6.4.0-10 之前，“-modulate”运算符实际上使用的是 HSB 颜色空间，而不是 HSL 颜色空间。更改此设置是因为用户报告了上述情况的错误。 关键是，对于某些图像，如果您使用 HSL，您就完蛋了，而对于其他图像，如果您使用 HSB 颜色空间，您就完蛋了。这仅仅取决于您尝试执行的操作！

在 LCHab 和其他颜色空间中调制

色调调制（在 HSL 或 HSB 色彩空间中）实际上被认为相当粗略。这些色彩空间没有考虑到更真实的颜色强度。因此，在“蓝色”和“黄色”色调之间旋转也会产生非常大的亮度变化。参见 维基百科：HSL 色彩空间的缺点。一种替代方法是执行亮度保持旋转，如 Grafica Obscura 的“矩阵运算”论文中所述。这很复杂，因为颜色修改是在操作过程中完成的，作为单个计算的矩阵操作，该操作根据所需的旋转量而不同。从 IM v6.8.4-7 开始，调制运算符 也可以处理特殊的色彩空间“LCHab”和“LCHuv”，它们是各自“Luv”和“Lab”色彩空间的圆柱形（色调-彩度）形式。参见 维基百科，圆柱形 LUV 或 LCHuv 色彩空间 和 HCL 色彩空间 以了解更多信息。

“LCHab”和“LCHuv”色彩空间的等效通道与“HCL”和“HCB”色彩空间的通道相反。也就是说，“灰度”强度等效位于图像的第一个（“红色”）通道中，而色调位于图像的第三个（“蓝色”）通道中。

例如，我们对红色玫瑰进行了一些色调旋转，使用“LCHab”色彩空间。将这些与上面“HSL”色彩空间的先前集合进行比较。请注意，色调分布与更传统的色调色彩空间不同。但更重要的是，原始图像的强度得以保留。因此，您永远不会从纯主色/二次色循环到另一个纯主色/二次色，因为这些颜色都没有相同的强度。然而，颜色在色调上的进展更加平滑，在主色和二次色处没有那么尖锐的“峰值”。以下是“LCHab”与普通“HSL”色彩空间（使用适当的旋转百分比）的简单色调旋转红色到蓝色的比较。请注意，蓝色绝不像黑色那么深，但它与原始图像的色调更匹配。有关 HCL 色彩空间色调的更多信息，请参阅 LCH 色轮 上的示例。

在 IM v6.8.4-7 之前，您将使用色彩空间“HCL”（IM v6.7.9-1 引入）。该色彩空间与“LCHuv”完全相同，但通道顺序相反（色调存储在图像的红色通道中，这只是该色彩空间的定义方式）。这意味着您还必须交换各种通道以使 调制运算符 正确工作。 “LCHab”和“LCHuv”色彩空间以与“HSL”相同的方式对通道进行排序，以便允许调制正常工作，并直接对色彩空间进行操作，而无需重新排序通道。

请注意，对于非常暗的颜色，“LCHuv”可能会生成具有不连续性的颜色值。但是，对于真实图像来说，这种情况不应该发生，而只发生在直接在圆柱形空间中生成的图像中。

颜色矩阵运算符

“-color-matrix”运算符将使用矩阵技术重新着色图像。也就是说，您需要提供一组值，这些值表示如何线性混合图像的各种颜色通道值以生成新的颜色值。典型的用法是向运算符提供 9 个值，这些值构成三个函数（行）或三个乘数（列）。因此，前三个数字是“红色”通道的颜色公式。下一个是“绿色”，依此类推，例如……

magick rose: -color-matrix ' 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ' matrix_noop.png

相当于应用以下方程式……在这种特定情况下，对图像没有进行任何更改。该矩阵构成一个特殊的数组，称为“单位矩阵”。通过混合行，您可以使用它来交换各种通道。例如，在这里我交换红色和蓝色通道值。

magick rose: -color-matrix ' 0 0 1 0 1 0 1 0 0 ' matrix_red_blue_swap.png

或者只是将红色通道复制到另外两个通道中，以提取或分离“红色通道”（另请参见 分离通道图像）……

magick rose: -color-matrix ' 1 0 0 1 0 0 1 0 0 ' matrix_red_channel.png

或者使用 2/5/3 灰度比例将图像转换为灰度图像（参见 将颜色转换为灰度）……

magick rose: -color-matrix ' .2 .5 .3 .2 .5 .3 .2 .5 .3 ' matrix_grayscale.png

您可以使用更大的矩阵，最多包含 6 行和 6 列。它们对应于以下通道：“Red”、“Green”、“Blue”、“Black”（如果设置）、“Alpha”（如果设置）和一个常数。请注意通道：“Black”和“Alpha”；即使值本身可能不存在或未使用，如果矩阵大小为 6，则仍然必须提供它们。最后常数列只是公式的简单加法（如果为负则为减法）。如果给出第 6 行（如果给出），则会简单地忽略它，不使用。默认情况下，“矩阵”定义遵循与 用户定义的形态/卷积核 相同的结构，如果未指定大小几何体，则被视为“方形”核。核的偏移量目前未使用。给定的“值数组”随后被叠加在一个更大的“6x6 单位矩阵”（对角线为 1）上，然后应用于图像。这种内部处理意味着您实际上可以通过仅提供几行数字来简化矩阵值，而不是所有数字。这在您需要在颜色计算中包含“常数”，或者只想修改一个通道时特别有用。例如，反转（取反）图像。

magick rose: -color-matrix '6x3: -1 0 0 0 0 1 0 -1 0 0 0 1 0 0 -1 0 0 1' matrix_negate.png

将所有红色通道值设置为最大值（使用“常数”）……

magick rose: -color-matrix '6x1: 0,0,0,0,0,1' matrix_red_max.png

由于在单位矩阵上叠加，其他通道值都不会受到影响，尽管它们仍然在内部重新计算。

在 IM v6.6.1-0 之前，“-color-matrix”被称为“-recolor”。

颜色矩阵示例

棕褐色，或者至少是该操作的线性形式

magick rose: -color-matrix ' 0.393 0.769 0.189 0.349 0.686 0.168 0.272 0.534 0.131 ' matrix_sepia.png

鲜艳的颜色，使用一种称为 数字维维亚 的技术……

magick rose: -color-matrix ' 1.2 -0.1 -0.1 -0.1 1.2 -0.1 -0.1 -0.1 1.2 ' matrix_vivid.png

此矩阵使每个颜色通道变亮，同时从其他通道中减去颜色，使 RGB 图像中的颜色更加鲜艳。这与使用 调制 将图像的颜色饱和度提高 20% 不完全相同，但与之类似。宝丽来颜色……

magick rose: -color-matrix \ '6x3: 1.438 -0.122 -0.016 0 0 -0.03 -0.062 1.378 -0.016 0 0 0.05 -0.062 -0.122 1.483 0 0 -0.02 ' matrix_polaroid.png

未来：使用颜色矩阵进行色调旋转...
如 Grafica Obscura 网页所述。
有关使用颜色矩阵的更多信息，请参见……

• 颜色矩阵滤镜 Adobe Flash 教程
• 颜色变换和颜色矩阵
• ColorMatrix Unleased
• Grafica Obscura - 图像处理的矩阵运算
• SWF 颜色矩阵滤镜（用于亮度保持色调旋转）

但是要注意，大多数这些实现使用矩阵的 对角线转置 形式，其中列构成方程式，而不是行。或者涉及较少的通道（较少的行/列）。

太阳化着色

要“-solarize”图像，基本上就是将最亮的色彩“烧成”黑色。色彩越亮，太阳化后的色彩就越深。这在化学胶片曝光过度时会发生在摄影中。

magick rose: -solarize 90% solarize.jpg

基本上，高于给定灰度级别的任何东西都会被取反。因此，如果您给出“0%”的参数，您基本上就拥有了一个简陋的 取反运算符。例如，以下是用“-fx”数学公式模拟的“-solarize”。

magick rose: -fx '.9>u ? u : 1-u' solarize_fx.jpg

该运算符特别适合从图像中提取中色调灰度颜色。例如，这里我使用非常强的 S 形对比度 操作，在 70% 灰色处产生一种“模糊”阈值。然后我 太阳化 结果以生成一个模糊的尖峰，而不是一个模糊的阈值。最后进行一次级别调整将尖峰带到最大亮度以生成“灯丝”效果。旁注： 以上显示梯度“轮廓”图的图像，是使用 IM 示例中的“im_profile”生成的，脚本 目录。请注意，任何白色都变成黑色，而中心尖峰周围的中色调灰色得以保留。尖峰的模糊度和位置由“-sigmoidal-contrast”运算符决定。我称它为“灯丝”，因为结果通常看起来非常像发光的电灯丝或闪电放电。参见 随机磁通，以了解此效果的另一个示例。从位图形状中提取中色调灰色在生成 边缘轮廓 以及 两个偏差梯度的相乘 的技术中也得到了很好的应用。该操作的另一种新颖用法是确定图像基本上是纯黑白色素描或图画（例如来自书籍），而不是阴影灰度或彩色图像，参见 确定图像是否为：纯黑白色或灰度

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使用查找表重新着色图像

虽然您可以使用如上所示的各种直方图颜色调整来重新着色图像，但还有另一种重新着色图像的技术，只需从预先准备的颜色梯度或“颜色查找表”（颜色 LUT 或 CLUT）中“查找”修改后的值。颜色 LUT 有两种类型：简单的一维或“每通道”LUT 和 3D 颜色 LUT。通道 LUT 有三个独立的查找表：一个用于 R 通道，一个用于 G 通道，一个用于 B 通道。通道 LUT 中的每个条目都将输入通道值映射到输出通道值。输出图像的红色通道只受输入图像的原始红色值的影響。然而，3D 颜色 LUT 允许将整个颜色作为整个输入颜色的函数进行替换。也就是说，红色通道的输出值可以取决于输入的红色、绿色和蓝色值的任意一个或所有值。这有时被称为通道串扰。

颜色（通道）查找表

图像处理工具的常见需求是能够从预先准备的颜色表中替换整个颜色范围。这使您能够将一组颜色（通常为灰度）的图像转换为完全不同的颜色集，只需从特殊图像中查找其替换颜色即可。当然，您需要一个“查找表”图像来读取替换颜色。对于接下来的几个示例，我选择使用颜色垂直梯度作为 LUT，以便 IM 的“gradient:”生成器可以用来简化“颜色查找表”的生成。好了，理论到此为止。让我们尝试通过重新着色一个简单的 灰度等离子体 图像来试用一下，用深蓝色到淡白色的颜色梯度替换灰度。“-clut”运算符接受两个图像。第一个是要替换颜色值的图像，第二个是一个梯度图像，它要么是一行，要么是一列。

“-clut”运算符是在 IM v6.3.5-8 中添加的。

如果您的 IM 太旧，无法理解“-clut”运算符，或者您想做一些不寻常的事情，例如二维颜色查找表，那么您可以使用 通用 DIY 运算符，FX 来自己实现。例如，以下是一个速度较慢但与上述命令等效的命令。

magick gray_image.jpg gradient_ice-sea.png \ -fx 'v.p{0,u*v.h}' gray_recolored_fx.jpg

问题是，即使对于像上面这样的简单过程，"-fx" 运算符也非常慢，并且必须专门针对行或列 LUT 设计。但是它确实有效。LUT 不必很大。例如，这里我们使用一个非常小的 LUT，并且颜色数量非常有限。我放大了网页上显示的渐变图像，否则它会太小而无法正常看到。LUT 实际上只有 6 个像素大小。但是，如果您查看结果，您会发现颜色查找运算符将这 6 种颜色平滑地转换为平滑的渐变。发生的事情是，IM 对 LUT 图像进行了 插值查找。也就是说，它不仅会选择找到的颜色，还会对所有附近的颜色进行加权平均，以更好地表示 LUT。在本例中，它使用了默认的 '双线性' 设置，它只是将每个彩色像素与线性线段连接起来。不同的 "-interpolate" 设置在使用非常小的颜色 LUT 时会生成不同程度的颜色平滑。例如，这里我展示了各种类型的 LUT 颜色插值平滑。'整数' 和 '最近邻' 设置是特殊的，因为它们根本不会平滑颜色。也就是说，不会添加任何新的“混合颜色”，只有存在的精确颜色值将用于对灰度图像进行着色。但是请注意，这两种方法的颜色查找方式不同。这是一个细微的差别，但可能非常重要。“平均” 设置另一方面也生成了颜色带，但只使用颜色的混合，导致的颜色比颜色查找表图像的大小少一个。“混合” 然而混合了“平均” 和“最近邻”，以添加更多像素。这种类型的颜色“条带”（或 块状伪影）实际上在地理地图和温度图中相当常见，因为它更好地表示了地图的精确形状。锐利的边界边缘被称为等高线。在最终图像上添加一个轻微的单像素 模糊 可以改善这些边缘的外观，使其看起来更平滑，而不会破坏颜色条带。“双线性” 设置也会生成条带，但只有在颜色急剧变化时才以急剧的渐变变化的形式出现（在本例中没有）。而“Catrom” 将使颜色变化平滑。最后，“样条曲线” 会模糊颜色，并且可能不会生成给定 CLUT 中的任何颜色。为了避免插值问题，或更好地定义颜色渐变，最好的方法是使用更长的 LUT。理想情况下，这应该涵盖所有可能的强度值范围。对于 ImageMagick Q16（用 16 位质量编译），这需要 LUT 的高度为 65536 像素。但 像素插值 允许您使用更合理的 500 像素 LUT 渐变图像，适合大多数图像重新着色任务。请注意，以上示例中使用的垂直渐变 LUT 在我们眼中看起来是倒置的，因为黑色或 '0' 索引位于图像的顶部。通常，我们人类更喜欢看到黑色水平位于底部的渐变（这要归功于我们的进化历史）。如果您想以“正确的方式”保存渐变图像，则可以在读取图像时对图像进行 "-flip"。例如，让我们尝试一个更复杂的 LUT，在将它用于图像之前翻转垂直渐变。正如您所看到的，对于垂直渐变，在使用之前翻转它非常有意义。有关生成渐变的更多示例，请参见 颜色渐变。您可能还会对使用每个灰度级别的图像平铺灰度图像的方法感兴趣，这可以产生更好的“地图”状图像。请参见 使用图案抖动。

函数到颜色 LUT 转换

这些预先准备好的“查找表图像”（或 LUT）也可以用来极大地提高非常复杂且因此很慢的 "-fx" 运算速度，因此 IM 不必每像素解释 3 或 4 次功能字符串，而是可以更快地查找替换颜色。执行此操作的过程非常简单，要么将函数应用于未修改的线性渐变，要么将函数中的 'u' 替换为值 '(i/w)' 或 '(j/h)'，以根据其位置计算替换值。例如，在高级 '水下' 效果 示例中，我使用了一个复杂的 "-fx" 函数来调整 阴影运算符 的灰度输出”。同样，由于这种灰度调整也叠加在“DodgerBlue”形状上，因此这两个运算符的结果没有理由不能合并到单个渐变查找表中。也就是说，我们从 "-fx" 公式和颜色叠加生成一个 LUT。同样，对于这些示例，我决定生成一行像素，而不是像之前那样生成一列像素。

上面的多项式 "-fx" 现在可以使用 多项式函数 更直接、更快地生成。例如 "-function Polynomial 3.5,-5.05,2.05,0.3"

此预生成的 LUT 现在可以更快地应用于阴影形状，只需存储一个非常小的图像的最低成本。正如您所看到的，结果非常有效，一旦生成了合适的 LUT 渐变，就可以重复使用相同的渐变，只要您愿意就可以重复使用多少次。

CLUT 和透明度处理

"-clut" 运算符受 "-channel" 设置控制，但实际上，它只替换图像中的单个通道值。这意味着，通常源图像的每个通道都被用来从颜色查找表中“查找”仅该通道的替换值。这包括 alpha 通道，它通常很不方便，而且难以应用。通常 "-clut" 运算符用于对灰度源图像进行着色（请参见前面的示例），或者用于使用灰度 CLUT（颜色查找表）对彩色图像进行直方图调整。换句话说，通常其中一张图像将是灰度图像。从 IM v6.4.9-8 开始，如果 "-channel" 设置指定要替换/调整图像的 alpha 通道（存在一个 'A'），并且“源”图像或“CLUT”图像都没有定义 alpha 通道，那么 IM 将假设该图像为灰度图像，并相应地采取行动。例如，这里我生成一个简单的模糊三角形，作为一个灰度图像。然后，我可以使用包含透明度的颜色查找表进行着色。这一次我没有翻转 CLUT 图像，因此黑色替换将在顶部，白色替换将在底部。请记住，只有当灰度图像没有 alpha 通道（使用 "-alpha off" 或 "-alpha off" 关闭）并且您指定也想要查找 alpha 通道值（使用 "-channel RGBA"）时，以上操作才能按预期工作。以下是另一种特殊情况，其中我们有一个具有透明度（和 alpha 通道）的图像，需要使用灰度直方图调整渐变（没有启用 alpha 通道）进行调整。以上是一个典型的 图像羽化 问题。中间图像中的“黑色”光晕是由 "-blur" 操作使包围三角形的完全透明区域变得可见造成的。由于完全透明具有未定义的颜色，因此 IM 默认使用黑色。CLUT 图像本身的设计确保任何透明度小于 50% 的像素都将变为完全透明，从而有效地使图像中以前完全透明的部分再次透明。对于此示例，我过度使用了初始“模糊”，然后过度校正了 alpha 通道调整。结果是三角形的尖端被严重圆化。对于正常的图像羽化，通常会对 "-blur" 和 "-sigmoidal-contrast" alpha 调整使用更小的值。 Fred Weinhaus 在他的 "feather" 脚本中实现了一种模糊羽化技术，以使其更易于使用。

Hald 3D 颜色查找表

从 IM v6.5.3-4 开始，您现在还可以使用完整的 3D 颜色查找表，它可以用来直接替换多个图像的所有颜色。也就是说，它不只是像上面 CLUT 中那样将每个颜色通道的值作为独立实体进行查找，而是使用整个颜色来查找新颜色。但是，3D 颜色表通常需要使用特殊的格式来正确存储 3D 颜色值数组。然而，通过使用颜色值的特殊排列，可以将 3D 表存储到称为 Hald 颜色 LUT 的 2D 图像中。这只是一个普通的图像，因此可以使用任何好的图像文件格式来保存 Hald 3D 颜色 LUT。有关 HALD 图像的更多详细信息和示例，请参见官方网站 Hald 图像，Clut 技术。要生成 Hald 3D 颜色表，请使用 'HALD:{level}' 图像生成器。例如，这里有一个很小的，我已经放大了，所以你可以看到各个像素...该表包含一个边长为 '{level}2' 色彩或 9 色彩的色立方体。完整的色立方体包含 '9 × 9 × 9' 种色彩，共计 729 种色彩，存储在一个大小为该数字平方根的图像中，即 27x27 像素。色彩的存储方式是，前 9 种色彩（左上角）形成从 '纯黑色' 到 '纯红色' 的渐变。每隔 9 种色彩，就会形成 '绿色' 的渐变，每隔 81 种色彩，就会形成 '蓝色' 的渐变。右下角的最后一种色彩为 '纯白色'。你可以将该图像看作是一个更简单的 1D 像素数组，它被引用为一个 3D 色立方体，这样更容易理解。现在这只是一张小的 HALD CLUT 图像。通常，你至少会使用一个 level 8 的 Hald（*默认*），它将包含一个每边 64 种色彩的色立方体，即 64^3 = 262144 种色彩，并生成一个大小为 512x512 像素的图像，并保存为大约 10Kbyte 的 PNG 图像。这并非所有 8 位色彩，但已经相当不错。对于一个包含所有 8 位色彩的 HALD 图像，你需要一个 level 16 版本，生成一个 4096x4096 的图像。这仅仅是为了证明，即使是普通的数码相机图像通常也不能包含所有可能的 8 位色彩。然而，可以采用更小的 Hald 图像，因为 IM 将从 Hald 中插值邻近的 8 种色彩，以计算出查找替换的最终色彩。它只是不会像更大版本的表示那样好。不建议使用大于 8 的 Hald 图像，因为它们需要非常大的图像，并且每个值的深度至少为 16 位才能存储。现在这些生成的 hald 图像是 '身份' 或 '无操作' CLUT 图像。也就是说，它们是形成 3D 色立方体的正常色彩值，因此不会对图像产生任何改变。例如，让我们使用 "-hald-clut" 运算符应用 '无操作' Hald 图像...这张图像与原始图像完全相同，并且 Hald 图像中没有包含任何更改。然而，通过修改 Hald 图像，无论是手动修改还是使用颜色修改，你都可以用修改后的色彩替换原始色彩。例如，这里我创建一个混合的棕褐色色调方案...当然，如果你可以将特定的颜色修改应用于 Hald 图像，你也可以直接将其应用于实际图像。但是，你也可以保存颜色修改以供重用，然后可以根据需要应用任意次。这意味着你可以在 halt 上花费精力，并将其保存起来以备将来使用。你还可以发送或下载 Hald CLUT 图像供其他人使用，甚至供其他应用程序使用。你甚至可以直接在 Hald 中编辑色彩，使用 "Gimp" 或 "Photoshop" 等图像编辑器，或者如果保存在 枚举的像素文本图像 中，可以使用纯文本编辑器！所有这些都特别适用于非常复杂的颜色修改 *请将你发现有趣或有用的任何 Hald CLUT 图像发邮件给我，我将在本文中以示例形式展示它们。你将在这里获得相应的署名！*

Hald CLUT 限制

与使用 CLUT 运算符 进行更简单的 1 维渐变查找不同，你可以使用 Hald CLUT 来旋转色彩。例如，交换红色和蓝色。这是一种更加通用的 CLUT 方法。然而，它不适合用于更简单的事情，例如给灰度图像着色，或进行颜色值的直方图调整。它还可以通过在 Hald CLUT 图像中保存这样的替换色彩，将色彩替换为透明或半透明的值。然而，这种替换查找仅根据色彩进行。你无法使用它以特定的方式替换透明色彩。毕竟它不是一个 4D 色彩查找超立方体！

使用 Hald CLUT 替换颜色

现在，由于整个颜色值被用于查找颜色替换，你也可以将其作为一种直接用其他颜色替换图像中所有颜色的方法。然而，由于 IM 目前对 Hald 进行线性插值查找，你需要在 3D 色立方体的所有 8 个相邻颜色单元格中设置替换颜色。这需要更多工作，可能需要一个 '最近邻' Hald 查找设置（例如使用 -interpolate），而不是一个 3D 线性插值查找，以便更好地用于特定颜色替换。此外，一些用于在 Hald 中定位特定颜色的简单方法（最近邻，或 8 个邻居）将使这变得更容易。 如果你有任何想法、建议，或者更重要的是一些小的示例，请通过发邮件给我或 IM 讨论论坛进行贡献。 另一个想法是，如果你有两个图像，一个是原始图像，一个是转换后的图像，那么应该可以通过比较这两个图像来填充 Hald CLUT 图像。当填充了直接的色彩后，剩余的色立方体应该能够至少大致通过对现有的色彩进行曲线拟合而推导出。也就是说，从发现的颜色变化中创建一个 4D 颜色曲面。完成之后，你就可以将 Hald CLUT 应用于任何其他图像，以便对任何其他图像进行相同的颜色变换（在任何方向）。

完整颜色映射替换

未来：用另一个颜色映射中的色彩替换一个颜色映射中的所有色彩。欢迎提出有关如何最好地实现此目的的建议，或让程序员实现一些图像颜色映射功能。一种方法可能是使用 符号抖动 中介绍的想法。目前已知最好的解决方案（但并不理想）由 Fred Weinhaus 在他的 "mapcolors" 脚本中提供。该脚本本质上是逐个映射每个色彩，将一个图像中涉及的像素遮罩到一个新的初始空白图像中。另一个想法是将 3 维色彩替换映射到 HALD 颜色表 中。这不仅会映射指定的色彩，还会以逻辑的方式重新映射指定色彩之间的色彩。需要 HALD 生成器。

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More color options yet to be looked at in detail...

  -contrast
  -brightness-contrast

Color Cycling?
    -cycle     shift colormap (for animations of fractals???)

Chromaticity Color Points???
   –white-point x,y
   –red-primary x,y
   –green-primary x,y
   –blue-primary x,y


Thresholds  (after negation)
  Specifically  -white-threshold and -black-threshold