前言
在抖音中，我们经常看到各种抖音玩家都喜欢使用哈哈镜效果。那么什么是哈哈镜呢？
在现实生活中，哈哈镜是指一种表面凹凸不平的镜子，可以反应出人像及物体的扭曲面貌。简单点来说就是拉伸人脸（物件），或者压缩人脸（物体）的效果。
哈哈镜的实现原理如下：
假设输入图像的宽高为w和h，图像中心点的坐标为(cx，cy)。那么图像中任意一点(x，y)到中心点的距离为(x-cx)，(y-cy)。
那么拉升放大，图像变换的半径为r（r是哈哈镜的范围大小），得到公式如下：
x=(tx/2)(sqrt(txtx+tyty)/r)+cx
y=(ty/2)(sqrt(txtx+tyty)/r)+cy
同理，压缩缩小的公式如下(compress为压缩强度)：
x=cos(atan2(ty,tx))compresssqrt(sqrt(txtx+tyty))+cx
y=cos(atan2(ty,tx))compresssqrt(sqrt(txtx+tyty))+cy
哈哈镜放大效果
既然我们了解了其数学公式以及其实现的原理，下面我们来直接实现哈哈镜的放大效果。具体代码如下所示：
#哈哈镜放大效果实现 def enlarge_effect(img): h, w, n = img.shape cx = w / 2 cy = h / 2 radius = 100#该值可以自行定义，它决定了哈哈镜的大小，当图像很大时，应该相应的调大 r = int(radius / 2.0) new_img = img.copy() for i in range(w): for j in range(h): tx = i - cx ty = j - cy distance = tx * tx + ty * ty if distance < radius * radius: x = int(int(tx / 2.0) * (math.sqrt(distance) / r) + cx) y = int(int(ty / 2.0) * (math.sqrt(distance) / r) + cy) if x < w and y < h: new_img[j, i, 0] = img[y, x, 0] new_img[j, i, 1] = img[y, x, 1] new_img[j, i, 2] = img[y, x, 2] return new_img if __name__ == "__main__": img = cv2.imread("4.jpg") enlarge_img = enlarge_effect(img) cv2.imshow("4", enlarge_img) cv2.waitKey() cv2.destroyAllWindows()
运行之后，效果如下：
需要注意的是，上面的计算过程可能导致有浮点数的出现，而像素值必须为整数。所以，为了保证像素值的有效性，必须在计算过程完整之后，进行强制类型转换int()。另外，计算x,y值时，可能会导致超过图像坐标的范围，所以必须用x<w和y<h来判断防止越界。
哈哈镜缩小效果
下面我们直接实现哈哈镜的缩小效果。具体代码如下所示：
def reduce_effect(img): h, w, n = img.shape cx = w / 2 cy = h / 2 radius = 100 r = int(radius / 2.0) compress = 8 new_img = img.copy() for i in range(w): for j in range(h): tx = i - cx ty = j - cy x = int(cx + (math.sqrt(math.sqrt(tx * tx + ty * ty)) * compress * math.cos(math.atan2(ty, tx)))) y = int(cy + (math.sqrt(math.sqrt(tx * tx + ty * ty)) * compress * math.sin(math.atan2(ty, tx)))) if x < 0 and x > w: x = 0 if y < 0 and y > h: y = 0 if x < w and y < h: new_img[j, i, 0] = img[y, x, 0] new_img[j, i, 1] = img[y, x, 1] new_img[j, i, 2] = img[y, x, 2] return new_img if __name__ == "__main__": img = cv2.imread("4.jpg") enlarge_img = enlarge_effect(img) frame = reduce_effect(img) cv2.imshow("1", img) cv2.imshow("2", enlarge_img) cv2.imshow("3", frame) cv2.waitKey() cv2.destroyAllWindows()
运行之后，效果如下：
直接视频实现哈哈镜效果
抖音上面的哈哈镜都是动态的，并不是单一的图片这么变来变去。其实，只要我们集合前面的摄像头视频录制功能，就可以完成视频哈哈镜的动态效果。具体代码如下：
if __name__ == "__main__": cap = cv2.VideoCapture(0) while (cap.isOpened()): ret, frame = cap.read() frame=enlarge_effect(frame) cv2.imshow('video', frame) c = cv2.waitKey(1) if c == 27: break cap.release() cv2.destroyAllWindows()
