C# 超酷圖像特效（七）：光照效果實作

前言

本系列第七篇，實作「光照效果」：以圖像中心為光源，半徑 R 範圍內像素亮度隨距離衰減，模擬聚光燈/暈光效果。

效果原理

1. 光源中心 Center = (W/2, H/2)，半徑 R = min(W,H)/2。
2. 對每像素計算到中心距離 dist = sqrt((x-Cx)² + (y-Cy)²)。
3. 若 dist < R，亮度增量 Δ = 220 * (1 - dist/R)，線性衰減至邊緣為 0。
4. RGB 各通道加 Δ，限制在 [0,255]。

完整程式碼

private void btnLight_Click(object sender, EventArgs e)
{
    using (var g = pictureBox1.CreateGraphics())
    {
        g.Clear(Color.White);
        using (var src = new Bitmap(pictureBox1.Image, pictureBox1.Width, pictureBox1.Height))
        using (var img = src.Clone(new RectangleF(0, 0, src.Width, src.Height), PixelFormat.DontCare))
        {
            int w = img.Width, h = img.Height;
            var center = new Point(w / 2, h / 2);
            int R = Math.Min(w, h) / 2;

            for (int x = w - 1; x >= 1; x--)
                for (int y = h - 1; y >= 1; y--)
                {
                    float dist = (float)Math.Sqrt(Math.Pow(x - center.X, 2) + Math.Pow(y - center.Y, 2));
                    if (dist < R)
                    {
                        Color c = img.GetPixel(x, y);
                        float delta = 220f * (1f - dist / R);
                        int r = Clamp(c.R + (int)delta);
                        int g_ = Clamp(c.G + (int)delta);
                        int b = Clamp(c.B + (int)delta);
                        img.SetPixel(x, y, Color.FromArgb(255, r, g_, b));
                    }
                }
            g.DrawImage(img, new Rectangle(0, 0, w, h));
        }
    }
}

int Clamp(int v) => v < 0 ? 0 : (v > 255 ? 255 : v);

效果圖

擴充變體

• 多光源：疊加多個光源亮度增量。
• 彩色光源：各通道不同衰減係數 (如紅光、藍光)。
• 動態光源：滑鼠移動更新 Center，即時重繪。
• 非線性衰減：高斯、指數衰減模擬真實光照。

結語

光照效果展示距離衰減亮度調整核心邏輯。結合高效像素存取與參數化光源模型，可構建豐富的 2D 光照渲染系統。