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怎样编写一个Photoshop滤镜（1）

高洛峰

Feb 22, 2017 am 09:49 AM

在很久前我曾经写过一篇文章简要讲述了photoshop的滤镜开发的基本概念，并描述了滤镜和PS之间的协作关系，也提供了一个雨滴效果滤镜的Demo。但是缺少源代码。而且我们将要产生疑问，我们如何从头开始编写一个Photoshop滤镜呢？我们如何建立一个最简单的Ps滤镜插件的基本框架，然后在这个基础上继续添加我们想要的功能呢？这里，我就以回答一个网友向我提出的问题为例，从最基本的建立项目开始讲起。这个例子（也是这个网友的问题）是，他想做一个最简单的滤镜，也就是仅仅把图像填充为“红色”。对于PS用户来说，这当然是非常简单容易的事情，只需要一个快捷键操作而已，（滤镜通常是用于完成比较复杂的任务的），我们就从这个最基本的例子出发讲解编写滤镜的过程。在文章最后将附上范例的源码下载链接。

（1）我们使用的开发工具是Visual Studio .NET 2005版本，搭配Photoshop SDK CS（本质上就是一些C++代码和资源等文件组成的发行包）。开发语言使用的是C和C++。

那么使用C#或者其他语言行吗？目前来看可行性不大。所以要开发 Photoshop 滤镜，则要求开发者必须具有较好的C 和 C++ 基础，这是最重要的。当然如果开发者熟悉图像处理，数字信号处理的基本知识将会更好。

（2）准备好工具后，我们打开VS2005，新建项目。项目模板我们选择 Visual C++ 的 Win32。项目名称我们输入我们想要创建的滤镜名称，例如“FillRed”滤镜，表示这个滤镜用于填充红色，如下图：

怎样编写一个Photoshop滤镜（1）

点击确定以后，在弹出的设置对话框上，点击“应用程序设置”，在应用程序类型中选择选择“DLL”，然后点击确定。

怎样编写一个Photoshop滤镜（1）

（3）项目建立为一个标准DLL项目，我们在“解决方案资源管理器”中右键点击项目名称，在项目属性中我们做如下一些设置：

（a）在常规中，我喜欢把项目使用的字符集改为“使用多字节字符集”，这使我们可以用char*以及直接使用双引号的字符串类型。当然也可以使用Unicode，但是两者的使用的字符串函数会有所不同。可以随你的喜欢设定。

（b）项目已经默认输出为DLL，由于Photoshop的滤镜文件的扩展名是8bf，所以我们在链接器->常规中，把输出文件的扩展名8bf。改为如下图所示。

怎样编写一个Photoshop滤镜（1）

（c）下面点击工具-》选项，在弹出的对话框中，选择“项目和解决方案”-》VC++目录，在右侧下拉框中选取“包含文件”：把几个Photoshop SDK的文件夹添加到选项的VC++包含目录中，这将会方便我们编译项目时不会报告找不到文件的错误。如下图所示：

怎样编写一个Photoshop滤镜（1）

（4）到这里我们已经基本设置好了项目，然后我们打开DLL的主要源文件“FillRed.cpp”，我们把该源文件的代码替换为如下：

// FillRed.cpp : 定义 DLL 应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include "PiFilter.h"
#include <stdio.h>

#ifdef _MANAGED
#pragma managed(push, off)
#endif


#ifndef DLLExport
#define DLLExport extern "C" __declspec(dllexport)
#endif

//=======================================
//        全局变量
//=======================================
//dll instance
HINSTANCE        dllInstance;
FilterRecord*    gFilterRecord;
int32*            gData;
int16*            gResult;
SPBasicSuite*    sSPBasic = NULL;
#define            TILESIZE    128 //贴片大小：128 * 128 
Rect            m_Tile;            //当前图像贴片（128*128）


//=======================================
//        函数列表
//=======================================
//辅助函数，拷贝矩形
void CopyPsRect(Rect* src, Rect* dest);
//辅助函数，把一个矩形置为空矩形
void ZeroPsRect(Rect* dest);
void DoParameters();
void DoPrepare();
void DoStart();
void DoContinue();
void DoFinish();


//辅助函数，拷贝矩形
void CopyPsRect(Rect* src, Rect* dest)
{
    dest->left = src->left;
    dest->top = src->top;
    dest->right = src->right;
    dest->bottom = src->bottom;
}

//辅助函数，把一个矩形置为空矩形
void ZeroPsRect(Rect* dest)
{
    dest->left = 0;
    dest->top = 0;
    dest->right = 0;
    dest->bottom = 0;
}

//DLLMain
BOOL APIENTRY DllMain( HMODULE hModule,
                       DWORD  ul_reason_for_call,
                       LPVOID lpReserved
                     )
{
    dllInstance = static_cast<HINSTANCE>(hModule);
    return TRUE;
}

#ifdef _MANAGED
#pragma managed(pop)
#endif

//===================================================================================================
//------------------------------------ 滤镜被ps调用的函数 -------------------------------------------
//===================================================================================================
DLLExport void PluginMain(const int16 selector,    void * filterRecord, int32 *data, int16 *result)
{
    gData = data;
    gResult = result;
    
    if (selector == filterSelectorAbout)
    {
        //显示关于对话框
        MessageBox(GetActiveWindow(), "FillRed Filter: 填充红色-- by hoodlum1980", "关于 FillRed", MB_OK);
    } 
    else 
    {
        gFilterRecord = (FilterRecordPtr)filterRecord;
        sSPBasic = gFilterRecord->sSPBasic;
    }

    switch (selector)
    {
        case filterSelectorAbout:
            //DoAbout();
            break;
        case filterSelectorParameters:
            DoParameters();
            break;
        case filterSelectorPrepare:
            DoPrepare();
            break;
        case filterSelectorStart:
            DoStart();
            break;
        case filterSelectorContinue:
            DoContinue();
            break;
        case filterSelectorFinish:
            DoFinish();
            break;
        default:
            *gResult = filterBadParameters;
            break;
    }
}

//这里准备参数，就这个滤镜例子来说，我们暂时不需要做任何事
void DoParameters()
{
}

//在此时告诉PS（宿主）滤镜需要的内存大小
void DoPrepare()
{
    if(gFilterRecord != NULL)
    {
        gFilterRecord->bufferSpace = 0;
        gFilterRecord->maxSpace = 0;
    }
}

//inRect     : 滤镜请求PS发送的矩形区域。
//outRect    : 滤镜通知PS接收的矩形区域。
//filterRect : PS通知滤镜需要处理的矩形区域。

//由于我们是使用固定的红色进行填充，实际上我们不需要请求PS发送数据
//所以这里可以把inRect设置为NULL，则PS不向滤镜传递数据。
void DoStart()
{
    if(gFilterRecord == NULL)
        return;

    //我们初始化第一个Tile，然后开始进行调用
    m_Tile.left = gFilterRecord->filterRect.left;
    m_Tile.top = gFilterRecord->filterRect.top;
    m_Tile.right = min(m_Tile.left + TILESIZE, gFilterRecord->filterRect.right);
    m_Tile.bottom = min(m_Tile.top + TILESIZE, gFilterRecord->filterRect.bottom);

    //设置inRect, outRect
    ZeroPsRect(&gFilterRecord->inRect); //我们不需要PS告诉我们原图上是什么颜色，因为我们只是填充
    CopyPsRect(&m_Tile, &gFilterRecord->outRect);

    //请求全部通道（则数据为interleave分布）
    gFilterRecord->inLoPlane = 0;
    gFilterRecord->inHiPlane = 0;
    gFilterRecord->outLoPlane = 0;
    gFilterRecord->outHiPlane = (gFilterRecord->planes -1);
}

//这里对当前贴片进行处理，注意如果用户按了Esc，下一次调用将是Finish
void DoContinue()
{
    if(gFilterRecord == NULL)
        return;

    //定位像素
    int planes = gFilterRecord->outHiPlane - gFilterRecord->outLoPlane + 1; //通道数量         
    uint8 *pData=(uint8*)gFilterRecord->outData;

    //扫描行宽度（字节）
    int stride = gFilterRecord->outRowBytes;

    //我们把输出矩形拷贝到 m_Tile
    CopyPsRect(&gFilterRecord->outRect, &m_Tile);
    for(int j = 0; j< (m_Tile.bottom - m_Tile.top); j++)
    {
        for(int i = 0; i< (m_Tile.right - m_Tile.left); i++)
        {
            //为了简单明了，我们默认把图像当作RGB格式（实际上不应这样做）
            //pData[ i*planes + j*stride + 0 ] = 0;    //Red  
            //pData[ i*planes + j*stride + 1 ] = 0;    //Green 
            pData[ i*planes + j*stride + 2 ] = 255;    //Blue
        }
    }

    //判断是否已经处理完毕
    if(m_Tile.right >= gFilterRecord->filterRect.right && m_Tile.bottom >= gFilterRecord->filterRect.bottom)
    {
        //处理结束
        ZeroPsRect(&gFilterRecord->inRect);
        ZeroPsRect(&gFilterRecord->outRect);
        ZeroPsRect(&gFilterRecord->maskRect);
        return;
    }
    //设置下一个tile
    if(m_Tile.right < gFilterRecord->filterRect.right)
    {
        //向右移动一格
        m_Tile.left = m_Tile.right;
        m_Tile.right = min(m_Tile.right + TILESIZE, gFilterRecord->filterRect.right);
        
    }
    else
    {
        //向下换行并回到行首处
        m_Tile.left = gFilterRecord->filterRect.left;
        m_Tile.right = min(m_Tile.left + TILESIZE, gFilterRecord->filterRect.right);
        m_Tile.top = m_Tile.bottom;
        m_Tile.bottom = min(m_Tile.bottom + TILESIZE, gFilterRecord->filterRect.bottom);
    }

    ZeroPsRect(&gFilterRecord->inRect);
    CopyPsRect(&m_Tile, &gFilterRecord->outRect);
    //请求全部通道（则数据为interleave分布）
    gFilterRecord->inLoPlane = 0;
    gFilterRecord->inHiPlane = 0;
    gFilterRecord->outLoPlane = 0;
    gFilterRecord->outHiPlane = (gFilterRecord->planes -1);
}

//处理结束，这里我们暂时什么也不需要做
void DoFinish()
{
}

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上面的代码也就是滤镜的一个基本框架，我们可以看到DLL将提供的一个导出函数是PluginMain函数，我们将把图像用128*128像素的切片进行分割处理，这可以使PS和滤镜之间每次传递较少量数据，尤其是对很大的图像来说，切片处理将有利于应对内存紧张的情况，也是Photoshop所提倡的，64*64或者128*128是比较典型的尺寸。

其调用过程是，在 start 调用中初始化第一个贴片（Tile），然后我们把第一个贴片设置为outRect，表示我们请求PS提供一个缓冲区用以接收该矩形所在位置的处理后数据，至于inRect，由于我们仅仅是填充，所以我们不关心图像的原来颜色如何，所以 inRect 可以设置为“空矩形”。图像的通道这里我们为了代码的直观和简单起见，我们就仅仅考虑RGB图像，即有3个通道的图像。设置好第一个 outRect，然后PS就会依次不停的开始进行 continue 调用，贴片从左至右，从上到下的顺序拼贴，直到贴片全部处理完成。注意 inData 和 outData 是 PS 向滤镜提供的申请数据和“回写缓冲区”，一个用于读，一个用于写，它们的大小是由滤镜向PS通知请求时填写的数据控制的，操作时绝不能越出其边界。

【注意】在滤镜处理数据的代码中请务必小心操作，一旦指针越界将会导致 Photoshop 程序崩溃！

有关该滤镜主体代码详细请参见代码注释，以及我此前一篇文章的解释。以及PS SDK的官方文档。这里我们就不再细述代码的原理了，因为它是恨简单的。上面的一切代码里面需要引用ps sdk中的头文件。

（4）这时，项目已经可以成功编译。但下面一步是是欠入 PIPL 资源。

必须为滤镜插入 PIPL 资源，才能被Photoshop所正确识别和加载。根据PS提供的文档介绍，PIPL的发音读作"pipple"，它表示 Plug-In Property List。它是一个灵活，可扩展的用于表示插件模块元数据（metadata）的数据结构。pipl包括了Photoshop识别和加载插件模块的所有信息，包含一些标记，以及控制每个插件的各种静态属性等等，你的滤镜可以包含一个或者多个“pipl”结构。

为滤镜插入pipl资源的过程如下，首先我们需要给项目添加一个*.r（Macintosh的Rez文件）文件，然后使用 cl.exe 把这个文件编译为一个 *.rr文件，最后用 Ps SDK提供的一个资源转换工具 CnvtPipl.Exe 把*.rr 文件转换为 *.pipl 文件，然后为滤镜添加一个 *.rc资源文件，在rc文件的末尾把 pipl文件包含进来即可。

ps sdk已经为我们提供了一个通用的 r文件，包括了通用的属性定义，它是 PIGeneral.r 文件。

（a）下面我们就为项目添加一个 r文件，在资源管理器中右键点击“资源文件”文件夹，点击添加新的文件，文件名输入“FillRed.r”。双击打开该文件，复制以下内容：

// ADOBE SYSTEMS INCORPORATED
// Copyright  1993 - 2002 Adobe Systems Incorporated
// All Rights Reserved
//
// 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.
//-------------------------------------------------------------------------------
#define plugInName            "FillRed Filter"
#define    plugInCopyrightYear "2009"
#define plugInDescription \
    "FillRed Filter.\n\t - http:\\www.cnblogs.com\hoodlum1980"

#include "E:\Codes\Adobe Photoshop CS2 SDK\samplecode\common\includes\PIDefines.h"

#ifdef __PIMac__
    #include "Types.r"
    #include "SysTypes.r"
    #include "PIGeneral.r"
    #include "PIUtilities.r"
    #include "DialogUtilities.r"
#elif defined(__PIWin__)
    #define Rez
    #include "PIGeneral.h"
    #include "E:\Codes\Adobe Photoshop CS2 SDK\samplecode\common\resources\PIUtilities.r"
    #include "E:\Codes\Adobe Photoshop CS2 SDK\samplecode\common\resources\WinDialogUtils.r"
#endif

resource &#39;PiPL&#39; ( 16000, "FillRed", purgeable )
{
    {
        Kind { Filter },
        Name { plugInName },
        Category { "Demo By hoodlum1980" },
        Version { (latestFilterVersion << 16) | latestFilterSubVersion },
        #ifdef __PIWin__
            CodeWin32X86 { "PluginMain" },
        #else
            CodeMachOPowerPC { 0, 0, "PluginMain" },
        #endif

        SupportedModes
        {
            noBitmap, doesSupportGrayScale,
            noIndexedColor, doesSupportRGBColor,
            doesSupportCMYKColor, doesSupportHSLColor,
            doesSupportHSBColor, doesSupportMultichannel,
            doesSupportDuotone, doesSupportLABColor
        },
            
        EnableInfo
        {
            "in (PSHOP_ImageMode, GrayScaleMode, RGBMode,"
            "CMYKMode, HSLMode, HSBMode, MultichannelMode,"
            "DuotoneMode, LabMode,"
            "Gray16Mode, RGB48Mode, CMYK64Mode, Lab48Mode)"
        },

        PlugInMaxSize { 2000000, 2000000 },

        FilterCaseInfo {
            {    /* array: 7 elements */
                /* Flat data, no selection */
                inStraightData,
                outStraightData,
                doNotWriteOutsideSelection,
                doesNotFilterLayerMasks,
                doesNotWorkWithBlankData,
                copySourceToDestination,
                /* Flat data with selection */
                inStraightData,
                outStraightData,
                doNotWriteOutsideSelection,
                doesNotFilterLayerMasks,
                doesNotWorkWithBlankData,
                copySourceToDestination,
                /* Floating selection */
                inStraightData,
                outStraightData,
                doNotWriteOutsideSelection,
                doesNotFilterLayerMasks,
                doesNotWorkWithBlankData,
                copySourceToDestination,
                /* Editable transparency, no selection */
                inStraightData,
                outStraightData,
                doNotWriteOutsideSelection,
                doesNotFilterLayerMasks,
                doesNotWorkWithBlankData,
                copySourceToDestination,
                /* Editable transparency, with selection */
                inStraightData,
                outStraightData,
                doNotWriteOutsideSelection,
                doesNotFilterLayerMasks,
                doesNotWorkWithBlankData,
                copySourceToDestination,
                /* Preserved transparency, no selection */
                inStraightData,
                outStraightData,
                doNotWriteOutsideSelection,
                doesNotFilterLayerMasks,
                doesNotWorkWithBlankData,
                copySourceToDestination,
                /* Preserved transparency, with selection */
                inStraightData,
                outStraightData,
                doNotWriteOutsideSelection,
                doesNotFilterLayerMasks,
                doesNotWorkWithBlankData,
                copySourceToDestination
            }
        }
    }
};

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在FillRed.r文件中我们可以看到我们定义了滤镜的名称，所在的滤镜分组名称（Category），可以启用的图像模式等信息。然后右键点击该文件，在该文件的自定义生成规则的命令行中，点击编辑，输入以下内容：

怎样编写一个Photoshop滤镜（1）

在“命令行”一栏点击编辑按钮，在弹出的窗口中输入以下两行：

cl /I E:\Codes\Adobe~1\samplecode\Common\Includes /IE:\Codes\Adobe~1\PhotoshopAPI\Photoshop /IE:\Codes\Adobe~1\PhotoshopAPI\PICA_SP /IE:\Codes\Adobe~1\samplecode\Common\Resources /EP /DWIN32=1 /Tc"$(InputPath)" > "$(ProjectDir)\$(InputName).rr"

Cnvtpipl.exe "$(ProjectDir)\$(InputName).rr" "$(ProjectDir)\$(InputName).pipl"

其中，第一行表示使用 CL.EXE 把该文件编译为 *.rr文件，上面的“/I”选项表示需要的包含目录。

第二行表示使用PS SDK中的 Cnvtpipl.exe 工具把 rr文件编译为 pipl文件，请注意为了简单，我把该工具复制到了项目的源文件所在文件夹下面。它位于SDK的路径是：“\samplecode\resources\cnvtpipl.exe”。

（b）下面我们为项目添加一个 rc文件，同样右键点击“资源文件”，添加一个FillRed.rc文件。

这是一个windows的资源文件，我们暂时还不需要任何资源，所以我们直接用文本方式打开IDE自动生成的RC文件，在结尾处添加下面的一行：

//

#endif    // APSTUDIO_INVOKED

#endif    // 英语(美国)资源
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////



#ifndef APSTUDIO_INVOKED
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// 从 TEXTINCLUDE 3 资源生成。
//
#include "FillRed.pipl"

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#endif    // 不是 APSTUDIO_INVOKED

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