C#で画像を合成したときに色が変わる

Question

いつもお世話になります。
C#, Windows7, VisualStudio2013 Express, .NET4.5の組み合わせでFormアプリケーションを作っています。
folderにある画像を暗転したファイルを作ろうと思いました。
そこで次のようなコードを書いたのです。

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) {
string[] files = Directory.GetFiles("images");
foreach (string file in files) {
Bitmap bmp = new Bitmap(file);
//黒いカーテンを描画する
int curtain = -128;
for (int x = 0; x < bmp.Width; x++) {
for (int y = 0; y < bmp.Height; y++) {
//指定したピクセルの色を取得する
Color c = bmp.GetPixel(x, y);
//新しい色を計算する
int newR = Math.Max(0, c.R + curtain);
int newG = Math.Max(0, c.G + curtain);
int newB = Math.Max(0, c.B + curtain);
//新しい色を設定する
bmp.SetPixel(x, y, Color.FromArgb(newR, newG, newB));
}
}
bmp.Save(file + "error.png", System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Png);
}
}

処理した結果です。

左がoriginal, 右がコードで加工したものです。
これを見せたところ、画像によって暗転の色味が違うとクレームされました。
たしかに上右のものに較べて、下右はグレーが浅い(明るい)です。
それでpaint.net(ペイントソフト)を使い、色合いを-70%に加工したのが中央です。
こちらは色味があっているように見えます。

そこで質問。
(1)なぜコードでは暗転がうまくいかなかったのでしょう？
（２）コードで暗転するにはどうすればよいでしょう？

よろしくアドバイスお願いします。

Answer 1

int curtain = -128;
    :
    :
int newR = Math.Max(0, c.R + curtain); 
int newG = Math.Max(0, c.G + curtain); 
int newB = Math.Max(0, c.B + curtain); 

「暗転」の計算方法が間違っています。「黒いカーテン」としてRGB各色から一定値を差し引いていますが、これだと色合いが変わってしまいます。例えば、RGBが[255,128,0]ではオレンジ色ですが、128を引くと[127,0,0]となって暗い赤になってしまいます。

暗転の計算は、明るさを差し引くのではなく「割合」で行わないといけません。

例えば、明るさを70%にしたい場合は以下のようなコードを書きます。

int brightRate = 70;
    :
    :
int newR = c.R * brightRate / 100;    // 0より小さくなることはないのでMath.Maxは不要
// 以下G,Bも同様

Comments

[退会済みユーザー]

なるほど。暗くするというのは、引き算ではなくて割り算なのですね。
ありがとうございます。

Answer 2

アップロードいただいてる画像を拝見する限り、同じような色みなのに違いますね。。
こちらで検証ができず、確信が無いのですが・・・

でも、固定値 -128 を加算しているのは問題かと思います・・・

黒 RGB(0,0,0) と、ピクセルカラー( x, y, z ) を内分する必要があるかと思います。

例えば、黒7割をかぶせたい場合は、残りの3割がピクセルのカラーですから、

黒を混ぜたカラーは (x3/10 , y3/10, z*3/10) になります。

割合を指定するように変更してみたほうが良いと思います。

Comments

[退会済みユーザー]

ありがとうございます。
固定値 -128 を加算しているのが問題だったのですね。

「ピクセルカラー( x, y, z ) を内分する」
の意味がわからなかったので、補足していただけるとうれしいです。
xyzはどこからきたのでしょう。

「黒7割をかぶせたい場合は、残りの3割がピクセルのカラー」の
残りの3割の計算方法も知りたいです。
よろしくお願いします。

[Toyoshima]

高校数学で学習する、「内分」になります。

点Aと点BをN:Mに内分する点Cは、　(M×A + N×B) / (N + M) です。

例えば、カラーA( 155, 200, 89 ) に対して カラーB ( 98, 220, 111 ) を60%ブレンドする場合、カラーAが40%、カラーBが60% になりますので、

Rの要素 = 60 * 155 + 40 * 98 / (60+40) = 132.2
Gの要素 = 60 * 200 + 40 * 220 / (60+40) = 208
Bの要素 = 60 * 89 + 40 * 111 / (60 + 40) = 97.8

四捨五入して、(132,208,98) が目的の色になります。

こうすれば、任意の画像どおしを掛け合わせることもできますよ。

[退会済みユーザー]

ありがとうございます。
内分点、外分点の内分ですね。
微妙に思い出してきました。

なるほど。そういうことなのですね。
この方法なら、グレーのカーテンを(ロジックで)用意すれば、暗転できるというわけですね。
あ、それが最初の例ですね。

で、さらに任意の画像を掛け合わせることもできると。
なるほど。
これは楽しそうです。ありがとうございます。

[Toyoshima]

そうです^^

最初の例では、黒のカラー (0 , 0, 0) とのブレンドだと考えてください。