ImageMagick の例 --
色の変更

カーブフィッティングに必要なパラメーター（上記の「a」から「d」）の数は、指定するコントロールポイントの数と等しい必要があることに注意してください。したがって、5つのコントロールポイントが必要な場合は、関数に別の「e」項を含める必要があります。 ヒストグラムカーブが固定コントロールポイント0,0および1,1を通過する場合、「d」は「0」に等しく、「c」は「1-a-b」に等しくなるため、実際に必要なパラメーターは2つだけです。

上記の詳細な使用ガイド（特にWindowsユーザー向けですが、Linuxユーザーにも役立ちます）は、StackOverflow: IM Curves using Gnuplot on Windowsに投稿されています。上記の追加の「gnuplot」生成画像からわかるように、生成された関数はコントロールポイントに完全に適合しています。また、「-fx」スタイルの式を生成したため、IM引数としてそのまま使用できます。

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

ユーザーがコントロールポイントをヒストグラム調整関数に変換しやすくするために、「gnuplot」を呼び出し、指定されたコントロールポイントのより見栄えの良い多項式方程式を出力する「im_fx_curves」という名前のシェルスクリプトを作成しました。Gabe Schafferは、同じことを行うために（ダウンロードされた「Math::Polynomial」ライブラリモジュールを使用して）「im_fx_curves.pl」という名前のPerlバージョンも提供しました。どちらのスクリプトも使用できます。たとえば、これは5つのコントロールポイントを持つ別のカーブです...ただし、FX関数は非常に遅いです。しかし、IM 6.4.8-9以降では、適合された多項式式の発見された係数を直接多項式関数メソッドに渡せるようになりました。「im_fx_curves」を特別な「-c」オプションで使用して、係数のコンマ区切りリストを生成できます...

たとえば、これらのカーブをテスト画像に適用してみましょう... magick test.png -function Polynomial `cat coefficients.txt` test_curves.png

この方法のより実用的な例は、高度な"アクア"エフェクトの例で詳しく説明されています。「カーブ」を生成する別の方法は、IMフォーラムのディスカッション任意のトーン再現カーブで検討されています。

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画像の着色

画像の均一な色着色

通常、画像の着色は、画像に特定の量で色をブレンドすることによって実現されます。これは、評価演算子または画像のブレンドテクニックを使用して行うことができますが、これらは簡単ではありません。幸いなことに、「-colorize」画像演算子を使用することにより、均一な色を画像にブレンドする簡単な方法が利用可能です。この演算子は、現在の「-fill」色を、現在の画像シーケンスのすべての画像にブレンドします。元の画像のアルファチャンネルは保持され、色のチャンネルのみが変更されます。たとえば、画像（グレースケールまたはそれ以外）を明るくするには、「-colorize」を使用して、ある程度の白を画像にブレンドし、画像を完全に飽和させることなく明るくします。同様に、「black」塗りつぶし色を使用して画像を暗くすることができます。画像の両端を中間トーンに向かってグレーにするには、特定の中間のグレーの塗りつぶし色を使用します。色「gray50」は、RGBカラースペクトルの正確な中間色です。これは、反転レベル調整演算子が提供するもののように、「コントラストの低下」の方法としてもよく使用されますが、制御性は劣ります。「-colorize」演算子では、3つのカラーチャンネルごとに個別にディゾルブパーセントを指定することもできます。これは、特別な方法で画像を線形に暗くする（または明るくする）のに役立ちます。

IM v6.7.9より前では、「-colorize」演算子はアルファチャンネルをまったく変更しませんでした。上記の例のように、このバージョン以降は、完全に透明なピクセルを含め、すべてのピクセルを均一に着色するようになりました。

「-colorize」演算子の一般的な用途の1つは、既存の画像内のすべての色を単純に置き換える（「100%」着色）ことですが、透明度（アルファ）画像の形状を保持し、色の付いたマスクを生成することです。ただし、IM v6.7.9以降では、アルファチャンネルを無効にしてから再度有効にすることで、この演算子からアルファチャンネルを保護する必要があります。（詳細については、アルファを有効にするを参照してください）。例えば... magick test.png -alpha off \ -fill blue -colorize 100% \ -alpha on colorize_shape.png

この保護がないと、colorizeはキャンバスを完全に指定された色に塗りつぶしてしまいます... magick test.png -fill blue -colorize 100% colorize_blank.png

ただし、IM v6.7.9より古いバージョンのIMを使用する可能性がある場合は、上記に「-alpha opaque」または「-alpha off」操作を含めて、結果の画像が期待どおりの完全に空白の画像になるようにすることをお勧めします。単一の色ではなく色の範囲でレベル調整（色別）演算子を使用すると、キャンバスをより高速に空白にできることに注意してください。空白のキャンバスも参照してください。

中間色のカラーティント

「Colorize演算子」は、画像のすべての色に対して「-fill」の色を線形に適用して色合いを付けるのに対し、「-tint」演算子は、「-fill」の色を、画像の中間色の部分のみに色合いを付けるように適用します。この演算子はグレースケール演算子であり、色は指定されたパーセンテージ（0〜200）によって調整または強調されます。効果を制限するために、数学的な公式を使用して調整され、黒と白には影響を与えず、各カラーチャネルの中間色に最大の効果を与えるようにします。「-tint 100」は、基本的に完全なグレーの色を、塗りつぶし色の半分の強度になるように色合いを付けます。値が低いほど暗い色に色合いが付き、値が高いほどその色に完全に一致する方向に色合いが付きます。テスト画像の緑色は、真のRGB緑ではなく、縮尺ベクターグラフィックスの「green」であり、真の緑色の半分の明るさしかありません。そのため、中間色でもあり、「-tint」演算子の影響を受けて暗くなります。テスト画像の赤と青の色のスポットとは異なります。また、コンマ区切りのパーセンテージリストを使用して、個々のカラーコンポーネントに色合いを付けることもできます。たとえば、「-tint 30,40,20,10」です。ただし、これは使用が難しい場合があり、適切に設定するには実験が必要になる場合があります。完全な50％のグレーに使用したい色を指定する方が良いでしょう。

「-tint」演算子は、与えられた色とパーセンテージを取得し、次の公式に従って画像の個々の色を「-fill」色の強度に応じて調整します。（右のグラフを参照） f(x)=(1-(4.0*((x-0.5)*(x-0.5)))) 二次関数で、その結果は、画像内の既存の色のベクトルとして使用されます。ご覧のとおり、純粋な中間グレーの色に対しては色が完全に置き換えられ、白または黒のどちらにも調整は行われません。 または、このような処理をDIYで実行するために使用できる下位レベルの演算子については、「FX演算子」と「EvaluateおよびFunction演算子」を参照してください。

色合い付け演算子は、「-shade」の出力結果を調整するのに最適です（「陰影オーバーレイハイライト画像」を参照）。例については「3Dブレット画像」を参照してください。「-tint」を使用して、画像の中間色を明るくしたり暗くしたりすることもできます。これは、画像の「ガンマ調整」のようなものですが、正確にはそうではありません。たとえば、「white」色で100より大きい色合いの値を使用すると、中間色が明るくなります。100未満の値は色を暗くします。

現時点では、純粋な中間トーンのグレーの色は「-fill」の色にマッピングされません。 パーセント引数は「ブレンドパーセント」ではなく、実際には「明るさパーセント」のようなものです。たとえば、「黒」の塗りつぶし色ではまったく機能しません。 なぜこのように設計されたのか、その背景についてはわかりません。ただし、グレースケール画像に色合いを付ける際に、最終的な色を正確に制御することは非常に厄介です。 以下の「オーバーレイ合成による色合い付け」を使用すると、中間グレーの色をより正確に（放物線状ではなく、非常に線形に）色合い付けできます。

セピア色

特別な写真の再着色テクニックである「-sepia-tone」は、基本的には画像をグレースケールに変換し、すべての中間色を特別な茶色に着色することで構成されます。

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

指定された引数は、セピアトーンの色に最も近くなるグレースケールの「中間点」であり、これは「Goldenrod」の色に似ています。この最も一般的な用途は、「デュオトーン効果」を生成し、「古く見える」写真を生成することです（「セピアトーン」に関するウィキペディアを参照）。たとえば、ここでは、コントラストが強調されたグレースケールのバラの画像を、さまざまな色を使用して色合いを付け、同様のセピアトーンのような効果を実現します。使用する色は、探している正確な効果によって異なります。セピアトーンの画像を元の画像と混合またはブレンドして、その効果を軽減することで、より「色あせた」効果が得られることもあります。

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

上記の最後の例のような、より複雑な色の変更バリエーションを保存する方法については、Haldカラールックアップテーブルも参照してください。

デュオトーン効果

「デュオトーン」は、限られた予算または印刷装置でより良い結果を出すために、画像（黒インク）のグレースケールを他の色と混ぜる印刷方法です。たとえば、今日見られる古い写真がすべてセピアトーンに見えるのは、セピアトーンインクが生き残り、劣化したり、時間とともに色あせたりしなかったためです。他の「白黒」画像形式は、役に立たなくなりました。「セピアトーン演算子」を参照してください。また、「シアンタイプ」（一般に「青写真」として知られています）として知られる別のデュオトーン技術は、元の白黒の建築図面の大型コピーを作成する方法として広く使用されるようになりました。この技術は、レーザーと写真コピー（およびゼロックス）の発明よりずっと前に使用されていたことを覚えておいてください。詳細については、ウィキペディアの「デュオトーン」のエントリと「偽のデュオトーン対実際のデュオトーン」を参照してください。上記の色合い演算子は、上記のようなセピアトーンのような効果と同様に、デュオトーン効果の妥当なファクシミリを生成します。一般的に、「デュオトーン」の色を暗くしたバージョンを選択しましたが、「色合い演算子」の引数を使用してこれを調整することもできます。明るさとコントラストは、「シグモイドコントラスト演算子」の引数を使用して調整することもできます。3色（黒点、中間点、白点の色）からデュオトーンを生成する別のより正確な方法は、「カラールックアップテーブル」（以下を参照）を使用することです。これは、デュオトーンに色「Black」、「Chocolate」、および「LemonChiffon」を使用して、非常に珍しいデュオトーンを作成する簡単な例です。そして、黒点の色は通常黒のままです。これが、通常デュオトーンと呼ばれる理由です。上記は、（色合いとは異なり）中間点の色を正確に制御できるという利点があります。また、上記の例のように、3つの色を直接使用したり、3つ（またはそれ以上）の制御点の間で色をより細かく制御するために色の拡張グラデーションを使用したりすることもできます。このテクニックは、特定のデュオトーン効果を保存するための非常にコンパクトな方法も提供し、繰り返しおよび将来の使用に対応します。グレースケール画像に色を付けるだけでなく、色の変更を保存するより複雑な方法については、「Haldカラールックアップテーブル」も参照してください。

カラーティント、DIY

「-tint」の最大の問題の1つは、グレースケール（またはベクトル）演算子であることです。つまり、赤、緑、青の各チャネルを互いに完全に別々に処理します。つまり、すべてのグレースケールレベルに影響があるにもかかわらず、「-tint」によって「blue」や「yellow」のような原色と二次色は影響を受けません。ただし、「FX演算子」や高速な「EvaluateおよびFunction演算子」などのさまざまなチャネル数学変換のおかげで、独自のカラーオーバーレイを生成して画像を修正できます。つまり、「Colorize演算子」が行うのと同様の方法で画像を色合いを付けることができます。たとえば、ここでは、画像グレースケールの明るさレベルを、特定の目的の色の半透明オーバーレイにマジックします。

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

警告、これは画像の透明度を正しく維持しませんが、完全に不透明な画像では問題なく機能します。色合いとは異なり、「black」を含む任意の色を使用できることに注意してください。色はベクトル加算としてではなく、アルファ合成として扱われるためです。結果は、通常の色合いで得られるものとまったく同じではありません。

カラーティントオーバーレイ

特殊なアルファ合成メソッドである「オーバーレイ」および「ハードライト」は、実際には色（およびパターン）の色合い付けを念頭に置いて設計されました。これらの合成メソッドは、中間トーンのグレーを置き換え、画像内の黒と白のハイライトのみを残します。

たとえば、ここでは、着色されたオーバーレイ画像をすばやく生成し、それを合成して元の画像に色合いを付けます。 magick test.png \( +clone -alpha off -fill gold -colorize 100% \) \ -compose overlay -composite tint_overlay.png

ご覧のとおり、アルファ合成は元の画像の透明度を保持しないため、この問題を修正するために2回目のアルファ合成操作を使用する必要があります。

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

「オーバーレイ」の使用は、上記で使用されている二次関数よりもはるかに線形な色合い付けの形式であり、「-tint」と同様に、画像の各チャネルに個別に適用されるため、原色と二次色も変更されません。また、このアルファ合成メソッドでは調整制御が提供されないため、色合いのレベルを制御する場合は、色合いを適用する前にオーバーレイ画像の透明度を調整する必要があります。もちろん、これまで示してきた他の色合い付け方法とは異なり、単色に色合いを付けることに限定されず、画像やタイルのパターンを使用して色合いを適用できます。

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

ただし、これは基本的な色の処理の範囲外になるため、画像の色合い付けはこのくらいにしておきます。

アルファ合成メソッド「ハードライト」は、「オーバーレイ」と同じ結果を生成しますが、ソース画像とターゲット画像が入れ替わります。 これは、最後のいくつかの例の「+swap」の代わりに使用できた可能性があります。

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グローバルカラーモディファイア

輝度、彩度、色相の変更

「-modulate」演算子は、特殊なHSL（色相-彩度-明度）色空間で画像を修正するという点で特別です。画像内の各色のピクセルをこの色空間に変換して修正し、元の色空間に戻します。3つの値（後続の値はオプション）をパーセンテージとして受け取り、100の場合は画像に変化を与えません。例:

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

最初の値であるbrightnessは、画像の全体的な明るさの乗数です。「0」の明るさ引数では純粋な黒い画像が生成されますが、この演算子だけでは純粋な白い画像を生成することはできないことに注意してください。2番目の値saturationは、画像に存在する色の全体的な量を調整する乗数でもあります。'0' の彩度を指定すると、上記の「色をグレースケールに変換」で示したように、グレースケール画像が生成されます。ただし、グレーはHSLカラースペースで定義されているように、3つのカラーチャネルを均等に混合するため、真の「輝度」グレースケールを生成しません。基本的に、小さな値はより「パステル」な色を生成し、「100」よりも大きい値は、より漫画のようなカラフルな画像を生成します。明るさと彩度はパーセント乗数であるため、ほぼすべての画像カラー値を最大値付近に変更するには、非常に大きな数を掛ける必要があることに注意してください。つまり、純粋な黒を除くすべての色を白にするには、100万に近い明るさ係数を使用する必要があります。

色相モジュレーション

最後の値、色相は実際にははるかに便利です。これは、画像のカラーを循環的に回転させます。これを実現するために、指定された色相値は、乗算ではなく「モジュラス加算」を生成します。ただし、色相は角度ではなく、パーセントを使用して回転することに注意してください。これは奇妙に思えるかもしれませんが、「-modulate」は常にそのように機能していました。角度とモジュレート引数の間の変換式は次のとおりです...つまり、「100」（3つの引数すべてに対して）は変更を加えません。一方、「0」または「200」の値は、画像のカラーを（輝度ではなく）事実上反転させます。例えば...ご覧のとおり、「33.3」の値は、すべてのカラーを約60度、負または反時計回りに回転させ、赤を青に、青を緑に、緑を赤に効果的にマッピングします。「0」または「200」の値を使用すると、画像の輝度を否定することなく、カラーの完全な180度の反転が生成されます。色相は循環的であるため、「300」の値を使用すると、360度のカラー回転が生成され、画像に変更は加えられないことに注意してください。「色相モジュレーション」を使用して画像のカラーを変更する例については、「クロマキーマスク」および「マップ内のピン」を参照してください。
これらの種類の操作は、高度なカラースペース技術（リカラーマトリックス演算子（下記）での使用など）を使用して適用することもできますが、画像の基本的な「モジュレーション」には、この演算子が大幅に簡略化されます。原色のスワップには、リカラーマトリックス演算子、またはチャネルスワップ（「分離/結合演算子」を参照）のどちらかが、おそらくより正確な手法です。ただし、汎用性ははるかに低くなります。特に色相の変化について、後で再利用するためにカラー変更のバリエーションを保存する方法については、「ハルドカラー参照テーブル」も参照してください。

DIY による変更

本当に「自分でやる」こともできます。基本的には、画像を適切なカラースペースにマジック変換し、値を変更して、マジック変換を元に戻します。HSL カラースペースでは、緑のチャネルが彩度値を保持し、青のチャネルが輝度値を保持していることを覚えておいてください。たとえば、「-modulate 80,120」（少し暗くし、彩度を上げる）に相当する、デフォルトのHSLカラースペースを使用した例を次に示します...もちろん、この方法で色相（赤チャネル）を変更する場合は、最終値が最大値または最小値で単純にクリッピングされるのではなく、値を「ラップ」（モジュラス）するようにする必要があります（どちらも「赤」の色相です）。したがって、色相の変更にはモジュレート演算子を直接使用する方がおそらく簡単です。

他のカラースペースでの変更

「-modulate」の最大の問題は、多くの「ほぼ白」の色を含む画像を処理する場合です。これは、HSLカラースペースで機能するため、オフホワイトの色は、明るさが低下するにつれてより「飽和」になります。上記バラの画像の白い葉でこれを確認できます。50％暗くすると、多くのカラーアーティファクトが表示されます。これは、JPEG画像形式を扱う場合に特に問題になります。JPEG画像形式は、非可逆圧縮アルゴリズムが原因で、オフホワイトの色（実際にはすべての色がJPEGでわずかにオフになっています）を生成する傾向があるためです。例えば...ここでの問題は、HSLではすべてのオフホワイトの色が、使用されているカラースペースの小さな「ホワイトポイント」領域（二重円錐）にパックされていることです。明るさが低下すると、色の円錐が拡大するにつれて、オフホワイトの色が拡張され、オフホワイトの色がよりカラフルな（彩度の高い）オフホワイト色のセットを生成します。つまり、色の小さな変化が誇張されます。この解決策は、HSLカラースペースの代わりに、HSBカラースペースで「-modulate」を使用することです。

HSBの「B」は輝度を意味しますが、「V」は値を意味するHSVとしても一般的に知られています。これらは同じカラースペースですが、値は通常「格納された数値」を意味するため、「V」は紛らわしい用語です。 HSIカラースペース（輝度の「I」を使用）もありますが、一般的ではなく、HCL（「L」は輝度を意味します）サイクリックカラースペース（下記参照）が追加されたため、必要ありません。

HSBカラースペースでは、「白」は単一の点ではなく、大きな「ディスク」であり、オフホワイトは互いに「近い」わけではありません。そのため、明るさを下げると、オフホワイトは均等に収縮し、わずかな色の変化を拡大するのではなく、減少させます。そのため、白はよりカラフルになるのではなく、単にグレーになります。HSB カラースペースで画像をモジュレートするには、そのカラースペースでDIY手法（上記参照）を使用できます。または、IM v6.5.3-7以降では、「modulate:colorspace」の操作制御を定義できます。これは、「色相」カラースペースの1つです。

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

その他の「色相」カラースペースは、HWBとHCL（次のセクションを参照）です。もちろん、画像をこの小さなサイズにリサイズした場合、さらに優れた解決策は、オフホワイトの値の原因となったJPEGに画像を保存しないことです。さらに、完了するまで画像を保存しない方がよいでしょう。これにより、すべてのカラー値を最高のインメモリ品質設定に保つことができます。HSBカラースペースがモジュレートのデフォルトで使用されない理由は、このカラースペースで画像を明るくすると、色がより彩度が高くなり、より大胆になるのに対し、画像がより鮮やかで白っぽくなることはないためです。比較のために、デフォルトのHSLと、指定されたHSBカラースペースで、「バラ」の画像を150％明るくした例を次に示します。

IM v6.4.0-10より前の「-modulate」演算子は、実際にはHSLカラースペースではなく、HSBカラースペースを使用していました。これは、上記のような状況に関するユーザーからのバグレポートのために変更されました。 ポイントは、一部の画像ではHSLを使用すると困り、他の画像ではHSBカラースペースを使用すると困るということです。これは、何をしようとしているかによって異なります。

LCHabおよびその他のカラースペースでのモジュレート

色相モジュレーション（HSLまたはHSBカラースペース）は、実際にはかなり粗雑と見なされています。これらのカラースペースは、より現実的な色の強度を考慮に入れていません。したがって、「青」と「黄」の色相を回転させると、明るさも大きくシフトします。「Wikipedia：HSLカラースペースの欠点」を参照してください。1つの代替案は、「Grafica Obscura」の「マトリックス操作」論文で説明されているように、輝度を維持した回転を行うことです。これは、カラー変更が操作の一部として実行されており、必要な回転量に応じて異なる単一の計算されたマトリックス操作として実行されているため、複雑です。IM v6.8.4-7以降では、モジュレート演算子は、特別なカラースペース「LCHab」および「LCHuv」も処理できるようになりました。これらは、それぞれの「Luv」および「Lab」カラースペースの円筒形（色相-彩度）です。詳細については、「Wikipedia：円筒LUVまたはLCHuvカラースペース」および「HCLカラースペース」を参照してください。

「LCHab」および「LCHuv」カラースペースの同等のチャネルは、「HCL」および「HCB」カラースペースのチャネルとは逆です。つまり、「グレースケール」強度相当は、画像の最初の（「赤」）チャネルにあり、色相は3番目の（「青」）チャネルにあります。

たとえば、「LCHab」カラースペースを使用して、赤いバラの色相を回転させてみます。上記の「HSL」カラースペースの以前のセットと比較してください。色相は、より伝統的な色相カラースペースとは異なる方法で分散されていることに注意してください。しかし、さらに重要なのは、元の画像の強度が保持されていることです。このため、これらのいずれも同じ強度を持たないため、純粋な原色/二次色から別の純粋な原色/二次色に循環することはありません。ただし、色相全体の色の進行はよりスムーズになり、原色と二次色で「ピーク」が少なくなります。これは、「LCHab」と通常の「HSL」カラースペース（適切な回転パーセントを使用）での赤から青への単純な色相回転の比較です。青はそれほど暗くなく、元の画像の陰影によく一致する陰影であることに注意してください。HCLカラースペースの色相の詳細については、「LCHカラーホイール」の例を参照してください。

IM v6.8.4-7より前は、カラースペース「HCL」（IM v6.7.9-1で導入）を使用していたでしょう。このカラースペースは「LCHuv」とまったく同じですが、チャネルの順序が逆になっています（画像で赤チャネルに保存されている色相は、そのカラースペースが定義された方法にすぎません）。つまり、モジュレート演算子が正しく機能するには、さまざまなチャネルを入れ替える必要がありました。 「LCHab」および「LCHuv」カラースペースは、「HSL」と同じ方法でチャネルを順序付けて、モジュレートがチャネルの再配置を必要とせずに、カラースペースで正しく、直接機能できるようにします。

非常に暗い色の場合、「LCHuv」は不連続なカラー値を生成する可能性があることに注意してください。ただし、これは実際の画像ではなく、円筒形空間で直接生成された画像でのみ発生するはずです。

カラーマトリックス演算子

「-color-matrix」演算子は、マトリックス手法を使用して画像をリカラーします。つまり、画像に新しいカラー値を生成するために、画像のさまざまなカラーチャネル値を線形に混合する方法を表す値のマトリックスを指定します。一般的な使用法は、3つの関数（行）または3つの乗数（列）を形成する9つの値を演算子に提供することです。したがって、最初の3つの数値は、赤チャネルのカラー式です。次は「緑」の式などです。例えば...

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

次の式を適用するのと同じです...この特定のケースでは、画像に変更は加えられません。マトリックスは、「単位行列」として知られる特別な配列を形成します。行を混在させることで、これを使用してさまざまなチャネルを入れ替えることができます。たとえば、ここでは赤と青のチャネル値を入れ替えます。

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

または、赤チャネルを他の2つのチャネルにコピーして、「赤チャネル」を抽出または分離します（「チャネル画像の分離」も参照）...

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

または、2/5/3のグレースケール比を使用して画像をグレースケール画像に変換します（「カラーからグレースケールへの変換」を参照）。

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

最大6行6列の行列を使用できます。これらは、チャネルの「Red」、「Green」、「Blue」、「Black」（設定されている場合）、「Alpha」（設定されている場合）、および定数に対応します。「Black」と「Alpha」のチャネルは、たとえ値自体が存在しないか使用されない場合でも、行列がその大きさである場合は、やはり提供する必要があります。最後の定数列は、式への単純な加算（負の場合は減算）です。6行目（指定されている場合）は単に無視され、使用されません。デフォルトでは、「matrix」定義はユーザー定義のモルフォロジー/畳み込みカーネルと同じ構造に従い、サイズジオメトリが指定されていない場合は「正方形」カーネルとして扱われます。カーネルのオフセットは現在使用されていません。与えられた「値の配列」は、画像に適用される前に、より大きな「6x6の単位行列」（1の対角線）に重ねられます。この内部処理により、実際には、すべての行ではなく、少数の行の数値だけでmatrix値を単純化できます。これは、カラー計算に「定数」を含める必要がある場合、または1つのチャネルのみを変更したい場合に特に役立ちます。たとえば、画像を反転（ネゲート）します。

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

（「定数」を使用して）すべての赤チャネルの値を最大に設定します...

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

単位行列への重ね合わせのため、他のチャネル値は影響を受けませんが、内部的には再計算されます。

IM v6.6.1-0より前では、「-color-matrix」は「-recolor」という名前でした。

カラー行列の例

セピア色、または少なくともその操作の線形形式

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

鮮やかな色、Digital Velviaと呼ばれる手法で...

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

この行列は、各カラーチャネルを明るくしながら、他のチャネルから色を減算し、RGB画像の色をより鮮やかにします。これは、画像の彩度を20％増加させるためにModulateを使用するのとは少し異なりますが、それに似ています。ポラロイドカラー...

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

今後：カラー行列を使用した色相回転...
Grafica ObscuraのWebページで説明されているように。
カラー行列の使用に関する詳細については、以下を参照してください...

• カラーマトリックスフィルター Adobe Flashチュートリアル
• 色の変換とカラーマトリックス
• カラーマトリックス Unleashed
• Grafica Obscura - 画像処理のための行列演算
• SWFカラーマトリックスフィルター（輝度保持付きの色相回転用）

ただし、これらの実装のほとんどは、列が式を形成し、行ではなく転置形式の行列を使用していることに注意してください。または、より少ないチャネル（行/列の数が少ない）を含みます。

ソラライズカラー

画像を「-solarize」するということは、基本的には最も明るい色を黒く「焼き付ける」ことです。色が明るいほど、ソーラー化した色は暗くなります。これは、化学フィルムが過度に露出した場合に写真で発生します。

magick rose: -solarize 90% solarize.jpg

基本的に、与えられたグレースケールレベルを超えるものはすべてネゲートされます。したがって、「0%」の引数を与えると、基本的には貧弱なネゲート演算子になります。たとえば、ここに「-solarize」を、「-fx」の数式を使用して偽造したものを以下に示します。

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

この演算子は、画像から中間トーンのグレー色を抽出するのに特に適しています。たとえば、ここで私は非常に強いシグモイドコントラスト操作を使用して、70％グレーで一種の「ファジー」しきい値を生成します。次に、結果をソーラーライズして、ファジーしきい値ではなく、ファジースパイクを生成します。最終的なレベル調整により、スパイクが最大輝度になり、「フィラメント」効果が生成されます。補足：グラデーションの「プロファイル」グラフを示す上記の画像は、IM Examplesの「im_profile」、Scriptsディレクトリを使用して生成されました。白のものが黒になり、中央のスパイク周辺の中間トーンのグレーがどのように保持されるかに注意してください。スパイクのファジーさと配置は、「-sigmoidal-contrast」演算子によって決定されます。通常、結果は発光する電気フィラメントや落雷のように見えるため、私はそれを「フィラメント」と呼んでいます。この効果の別の例については、ランダムフラックスを参照してください。この中間トーンのグレーの抽出は、ビットマップ形状からのエッジアウトラインの生成や、2つのバイアスグラデーションの乗算の技術にも役立ちます。この操作のもう1つの新しい使い方は、画像が基本的にシェーディングされたグレースケールまたはカラー画像ではなく、純粋な白黒スケッチまたは描画（書籍など）であるかどうかを判断することです。 画像が純粋な白黒かグレースケールかを判断するを参照してください。

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ルックアップテーブルを使用した画像のリカラー

上記のようにさまざまなヒストグラムカラー調整を使用して画像をリカラーできますが、事前に準備されたカラーグラデーションまたは「カラールックアップテーブル」（Color LUTまたはCLUT）から変更された値を「ルックアップ」するだけで画像をリカラーする別の手法があります。カラーLUTには2つのタイプがあります。単純な1次元または「チャネルごとの」LUTと3DカラーLUTです。チャネルLUTには、R、G、Bチャネルごとに1つずつ、3つの独立したルックアップテーブルがあります。チャネルLUTの各エントリは、入力チャネル値を対応する出力チャネル値にマッピングします。出力画像の赤チャネルは、入力画像の元の赤の値によってのみ影響を受けます。ただし、3DカラーLUTを使用すると、入力カラー全体を関数として置き換えることができます。つまり、赤チャネルの出力値は、入力の赤、緑、および青の値のいずれかまたはすべてに依存する可能性があります。これは、チャネルクロストークと呼ばれることがあります。

カラー（チャネル）ルックアップテーブル

画像処理ツールの一般的な要件は、事前に準備されたカラーテーブルから色の範囲全体を置き換える機能です。これにより、1セットの色（通常はグレースケール）の画像を、特別な画像から代替色をルックアップするだけで、まったく異なる色のセットに変換できます。もちろん、代替色を読み取るための「ルックアップテーブル」画像が必要です。これらの最初のいくつかの例では、IMの「gradient:」ジェネレーターを使用して「カラールックアップテーブル」の生成を簡略化できるように、LUTに色の垂直グラデーションを使用することを選択しました。理論はこれくらいにしておきます。それでは、シンプルなグレースケールプラズマ画像をリカラーし、グレースケールを濃い青からオフホワイトのグラデーションのカラーに置き換えてみましょう。「-clut」演算子は2つの画像を取得します。1つ目は色値を置き換える画像で、2つ目は単一の行または単一の列のいずれかのグラデーション画像です。

「-clut」演算子はIM v6.3.5-8で追加されました。

IMが古すぎて「-clut」演算子を理解できない場合、または2次元のカラールックアップテーブルのような通常とは異なることを実行したい場合は、一般的なDIY演算子、FXを使用して独自にロールできます。たとえば、上記と同等の遅いコマンドを次に示します。

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

問題は、上記の単純なプロセスでさえ、「-fx」演算子が非常に遅く、行LUTまたは列LUTのいずれかに対して特別に設計する必要があることです。しかし、それは機能します。LUTは非常に大きくする必要はありません。たとえば、ここでは、非常に限られた数の色を持つ非常に小さなLUTを使用します。Webページに表示するために上記のグラデーション画像を拡大しました。そうしないと、小さすぎて適切に見ることができませんでした。LUTは実際にはわずか6ピクセルのサイズです。ただし、結果を見ると、カラールックアップ演算子がそれらの6色をスムーズなグラデーションに滑らかにしていることがわかります。ここで起こっているのは、IMがLUT画像の補間ルックアップを実行していることです。つまり、見つかった色を選択するだけでなく、LUTをより適切に表現するために、近くのすべての色の加重平均を行います。この特定のケースでは、各色のピクセルを線形線分でリンクするだけのデフォルトの「Bilinear」設定を使用しました。非常に小さなカラーLUTを使用する場合、さまざまな「-interpolate」設定により、LUTカラーのさまざまなレベルのスムージングが生成されます。たとえば、ここでは、LUTカラーのさまざまなタイプの補間スムージングを示します。「Integer」と「Nearest」の設定は、色を全く滑らかにしないという点で特別です。つまり、新しい「混合色」は追加されず、存在する正確な色値のみがグレースケール画像の着色に使用されます。ただし、2つの間での色のルックアップ方法の違いに注目してください。これは微妙な違いですが、非常に重要になる可能性があります。「Average」設定は、色の帯も生成しますが、色の混合のみを使用するため、カラー参照テーブル画像のサイズよりも色が1つ少なくなります。一方、「Blend」は、「Average」と「Nearest」を混合して、より多くのピクセルを追加します。このタイプの色の「バンディング」（またはブロッキングアーティファクト）は、地理的な地図や温度グラフでは実際によく見られます。これは、地図の正確な形状をより適切に表現できるためです。シャープな境界線は等値線と呼ばれます。最終画像にわずか1ピクセルのぼかしを追加すると、色バンディングを損なうことなく、エッジの見栄えが少し滑らかになり、向上させることができます。「BiLinear」設定もバンディングを生成しますが、色が急激に変化するとき（この例ではそうではありません）、急激なグラデーションの変化の形でしか生成しません。一方、「Catrom」は色の変化を滑らかにします。最後に、「Spline」は色をぼかし、指定されたCLUTの色をまったく生成しない可能性があります。補間問題を回避したり、色のグラデーションをより適切に定義したりするには、より長いLUTを使用するのが最善の方法です。理想的には、これは可能な強度の値の全範囲をカバーする必要があります。ImageMagick Q16（16ビット品質でコンパイル）の場合、LUTの高さは65536ピクセルである必要があります。ただし、ピクセル補間を使用すると、ほとんどの画像再着色タスクに適した、より妥当な500ピクセルのLUTグラデーション画像を使用できます。上記の例で使用されている垂直グラデーションLUTは、黒または「0」インデックスが画像の上部にあるため、私たちの目には逆さまに見えることに注意してください。通常、私たち人間は（進化の歴史のおかげで）黒レベルが下部にあるグラデーションを見ることを好みます。グラデーション画像を「正しい向き」で保存する場合は、読み込むときに画像を「-flip」することができます。たとえば、より複雑なLUTを試してみて、画像で使用する前に垂直グラデーションを反転してみましょう。ご覧のとおり、垂直グラデーションの場合、使用する前に反転すると非常に理にかなっています。グラデーションの生成例については、色のグラデーションを参照してください。また、各グレーレベルに画像を使用してグレースケール画像をタイル表示する方法にも興味があるかもしれません。これにより、さらに優れた「マップ」のような画像を生成できます。パターンによるディザリングを参照してください。

カラーLUT変換への関数

これらの事前に準備された「ルックアップテーブル画像」（またはLUT）は、非常に複雑で時間がかかる「-fx」操作の速度を大幅に向上させるためにも使用できます。これにより、IMがピクセルごとに3〜4回関数の文字列を解釈する代わりに、置換色のルックアップをはるかに高速に実行できます。この手順は非常に簡単です。関数を未修正の線形グラデーションに適用するか、関数内の「u」を値「(i/w)」または「(j/h)」に置き換えて、位置に基づいて置換値を計算します。たとえば、高度な「アクア」エフェクトの例では、複雑な「-fx」関数を使用して、シェード演算子のグレースケール出力を調整しました。また、このグレースケール調整は「ドジャーブルー」の形状にも重ねられているため、これらの両方の演算子の結果を単一のグラデーションルックアップテーブルに組み合わせることができない理由はありません。つまり、「-fx」式とカラーオーバーレイからLUTを生成します。また、これらの例では、以前のように列ではなく、ピクセルの単一行を生成することにしました。

上記の多項式「-fx」は、多項式関数を使用して、より直接的かつ高速に生成できるようになりました。例えば "-function Polynomial 3.5,-5.05,2.05,0.3"

この事前に生成されたLUTは、非常に小さな画像を保存する最小限のコストで、シェードされた形状にはるかに迅速に適用できます。ご覧のとおり、結果は非常に効果的であり、適切なLUTグラデーションが生成されると、同じグラデーションを何度でも繰り返し再利用できます。

CLUT および透明度の処理

「-clut」演算子は、「-channel」設定によって制御されますが、実際には、画像内の個々のチャンネル値のみを置き換えます。つまり、通常、ソース画像の個々のチャンネルは、カラー参照テーブルからそのチャンネルの置換値を「ルックアップ」するために使用されます。これには通常非常に不便で、適用が難しいアルファチャンネルが含まれます。通常、「-clut」演算子は、グレースケールのソース画像を着色する（前の例を参照）か、グレースケールのCLUT（カラー参照テーブル）を使用してカラー画像のヒストグラム調整を行うために使用されます。言い換えれば、通常、画像の1つは通常グレースケールになります。IM v6.4.9-8以降、「-channel」設定で、画像のアルファチャンネルを置換/調整する場合（「A」が存在する場合）、および「ソース」画像または「CLUT」画像にアルファチャンネルが定義されていない場合、IMはその画像をグレースケールであるとみなし、それに応じて動作します。たとえば、ここでは、単純なぼかし三角形をグレースケール画像として生成します。次に、透明度を含むカラー参照テーブルを使用して色付けすることができます。今回はCLUT画像を反転しなかったので、黒の置換は上部に、白の置換は下部になります。上記は、グレースケール画像にアルファチャンネルがない場合（「-alpha off」または「-alpha off」を使用してオフにする）と、アルファチャンネル値もルックアップする必要があることを指定した場合（「-channel RGBA」を使用）、期待どおりに機能することに注意してください。そして、ここに、透明度（およびアルファチャンネル）を持つ画像を、アルファチャンネルが有効になっていないグレースケールヒストグラム調整グラデーションを使用して調整する必要があるという、もう1つの特別なケースを示します。上記は典型的な画像フェザリングの問題です。中間画像の「黒」のハローは、「-blur」操作により、三角形を囲む完全に透明な領域が表示されるために発生します。完全に透明な場合は色が定義されていないため、IMはデフォルトで黒になります。CLUT画像自体は、50％未満の透明度のピクセルが完全に透明になるように設計されており、画像の以前の完全に透明な部分を実質的に再び透明にしています。この例では、最初の「ぼかし」を過度に行い、次にアルファチャンネルの調整を過度に修正します。その結果、三角形の点がひどく丸められます。通常の画像フェザリングでは、通常、「-blur」と「-sigmoidal-contrast」アルファ調整の両方に、はるかに小さい値を使用します。フレッド・ワインハウスは、使いやすくするために、彼の「feather」スクリプトにぼかしフェザリング技術を実装しました。

Hald 3D カラー ルックアップ テーブル

IM v6.5.3-4以降、複数の画像のすべての色を直接置き換えるために使用できるフル3Dカラー参照テーブルを使用することもできます。つまり、各カラーチャンネルの値を別個のエンティティとしてルックアップするのではなく（上記のCLUTのように）、色全体を使用して新しい色をルックアップします。ただし、3Dカラーテーブルは通常、色の値の3D配列を正しく格納するために特別なファイル形式が必要です。ただし、色の値の特別な配置を使用することで、3DテーブルをHALDカラーLUTとして知られる2D画像に保存できます。これは単なる通常の画像であり、そのため、優れた画像ファイル形式を使用してHALD 3DカラーLUTを保存できます。HALD画像の詳細と例については、公式ウェブサイトHald Images, Clut Technologyを参照してください。HALD 3Dカラーテーブルを生成するには、「HALD:{レベル}」画像ジェネレーターを使用します。たとえば、これは私が拡大した小さなもので、個々のピクセルを確認できます。この表は、一辺が '{level}2' 色、または9色のカラーキューブを保持します。フルカラーキューブには '9 × 9 × 9' 色、合計729色が含まれており、その数の平方根、つまり27x27ピクセルの画像に格納されています。色は、最初の9色（左上隅）が「純粋な黒」から「純粋な赤」へのグラデーションを形成するように格納されています。その後、9番目の色ごとに「緑」のグラデーションを形成し、81番目の色ごとに「青」のグラデーションを形成します。右下隅の最後の色は「純粋な白」です。画像を、3Dカラーキューブとして参照される、より単純な1Dピクセル配列として考えると、イメージしやすくなるでしょう。これは小さなHALD CLUT画像にすぎません。通常は、少なくともレベル8のHald（デフォルト）を使用します。これは、一辺あたり64色、または64^3 = 262144色のカラーキューブを保持し、512x512ピクセルのサイズの画像を生成し、約10KbyteのPNG画像に保存します。これはすべて8ビットの色ではありませんが、非常に優れています。すべての8ビットカラーを持つHALD画像の場合、4096x4096の画像を生成するレベル16バージョンが必要になります。これは、通常のデジタルカメラの画像でさえ、すべての可能な8ビットカラーを保持できないことを証明するだけです。ただし、IMはHALDから近隣の8色を補間して、ルックアップ置換の最終的な色を計算するため、より小さなHALD画像を使用できます。それは、より大きなバージョンほど優れた表現にはなりません。8よりも大きいHALD画像は推奨されず、それを保持するには少なくとも16ビット値深度の非常に大きな画像が必要になります。これらの生成されたHALD画像は「恒等」または「no-op」CLUT画像です。つまり、それらは3Dカラーキューブを形成する通常のカラー値であり、そのため画像を変更しません。たとえば、「-hald-clut」演算子を使用して、「no-op」HALD画像を適用してみましょう。この画像は元の画像とまったく同じで、HALD画像には変更は含まれていません。ただし、手動で、または色の変更を使用してHALD画像を修正することにより、元の色を修正された色に置き換えることができます。たとえば、ここで、ブレンドされたセピアトーンのカラースキームを作成します...もちろん、HALD画像に特定の色の変更を適用できる場合は、実際の画像にも直接適用できます。ただし、色の変更を保存して再利用できるようになり、必要な回数だけ適用できます。つまり、HALDに労力を費やし、将来のために保存できます。HALD CLUT画像を他の人や他のアプリケーションに送信またはダウンロードすることもできます。「Gimp」や「Photoshop」のような画像エディターを使用して、または列挙ピクセルテキスト画像に保存されている場合は、プレーンテキストエディターを使用して、HALDの色を直接編集することさえできます！これは、特に非常に複雑な色の変更の場合に当てはまります。興味深いまたは役立つHALD CLUT画像をお持ちの場合は、メールでお送りください。ここで例を挙げます。あなたもクレジットされます！

Hald CLUT の制限

CLUT演算子を使用した、より単純な1次元グラデーションルックアップとは異なり、HALD CLUTを使用して色を回転できます。たとえば、赤と青の色を入れ替えます。これは、はるかに用途の広いCLUTメソッドです。ただし、グレースケール画像に色を付けたり、色値のヒストグラム調整を行ったりするなどの単純な操作にはあまり適していません。また、HALD CLUT画像にそのような置き換え色を保存することにより、色を透明または半透明の値に置き換えることもできます。ただし、この置き換えルックアップは色のみに基づいています。特定の方法で透明な色を置き換えるために使用することはできません。結局のところ、4Dカラールックアップハイパーキューブではありません！

Hald CLUT を使った色の置換

色値全体が色の置き換えを検索するために使用されるため、これを、画像内のすべての色を他の色で直接置き換える方法として使用することもできます。ただし、IMは現在HALDの線形補間ルックアップを実行しているため、3Dカラーキューブの近隣の8つのカラーセルすべてに置き換え色を設定する必要があります。これにはさらに作業が必要であり、特定の色置換のためにより良く機能させるために、3D線形補間ルックアップではなく、「最近傍」HALDルックアップ設定（たとえば、-interpolateを使用）が必要になる場合があります。また、HALD内の特定の色を簡単に見つける方法（最近傍、または8つの近傍）があれば、これがはるかに簡単になるでしょう。アイデア、提案、またはさらに良い小さな例をお持ちの場合は、メールまたはIMディスカッションフォーラムに投稿して貢献してください。もう1つのアイデアは、元の画像と変換された画像の2つの画像がある場合、2つの画像の比較からHALD CLUT画像を埋めることが可能であるということです。すぐに色を埋めたら、残りのカラーキューブは、存在する色をカーブフィッティングすることで、少なくともおおまかに導き出すことができるはずです。つまり、発見された色の変化から4次元の色表面を作成します。完了したら、HALD CLUTを他の画像に適用して、他の画像に同じ色の変換（どちらの方向でも）を行うことができます。

フルカラーマップの置換

将来：1つのカラーマップのすべての色を別のカラーマップの色で置き換えます。これを最適に実行する方法に関する提案、または一部の画像カラーマップ関数を実装するプログラマーを歓迎します。1つの方法は、シンボルによるディザリングで提示されたアイデアを使用することです。最もよく知られている解決策（ただし理想的とは言えません）は、現在、Fred Weinhausが「mapcolors」スクリプトで提供しています。このスクリプトは、基本的に各色を一度に1つずつマッピングし、一方の画像から関与するピクセルを新しい初期ブランク画像にマスクします。もう1つのアイデアは、3次元色の置換をHALDカラーテーブルに何らかの方法でマッピングすることです。これにより、指定された色がマッピングされるだけでなく、指定された色間の色も論理的な方法で再マッピングされます。HALDジェネレーター募集中。

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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