iOS中的图像处理(一)——基础滤镜

时间:2023-03-09 05:49:54
iOS中的图像处理(一)——基础滤镜

最近在稍微做一些整理,翻起这部分的代码,发现是两个多月前的了。

这里讨论的是基于RGBA模型下的图像处理,即将变换作用在每个像素上。

代码是以UIImage的category形式存在的:

  1. typedef struct _singleRGBA
  2. {
  3. unsigned char red;
  4. unsigned char green;
  5. unsigned char blue;
  6. unsigned char alpha;
  7. } RGBA;
  8. @interface UIImage (ImageFilter)

首先,我们需要获得目标图像的位图信息;然后对每个像素进行变换;最后再生成图像。

  1. - (UIImage*)applyFilter:(FilterFunction)filter context:(void*)context
  2. {
  3. CGImageRef inImage = self.CGImage;
  4. CFDataRef m_DataRef = CGDataProviderCopyData(CGImageGetDataProvider(inImage));
  5. UInt8 *m_PixelBuf = (UInt8 *)CFDataGetBytePtr(m_DataRef);
  6. int length = CFDataGetLength(m_DataRef);
  7. for (int i=0; i<length; i+=4) {
  8. filter(m_PixelBuf, i, context);
  9. }
  10. CGContextRef ctx = CGBitmapContextCreate(m_PixelBuf,
  11. CGImageGetWidth(inImage),
  12. CGImageGetHeight(inImage),
  13. CGImageGetBitsPerComponent(inImage),
  14. CGImageGetBytesPerRow(inImage),
  15. CGImageGetColorSpace(inImage),
  16. CGImageGetBitmapInfo(inImage)
  17. );
  18. CGImageRef imageRef = CGBitmapContextCreateImage(ctx);
  19. CGContextRelease(ctx);
  20. UIImage *finalImage = [UIImage imageWithCGImage:imageRef];
  21. CGImageRelease(imageRef);
  22. CFRelease(m_DataRef);
  23. return finalImage;
  24. }

其中,FilterFunction声明如下:

  1. typedef void (*FilterFunction)(UInt8 *pixelBuf, UInt32 offset, void *context);

在此基础上,我们可以把每个变换操作独立出来,比如调整亮度、对比度、色调、透明度等:

  1. void filterOpacity(UInt8 *pixelBuf, UInt32 offset, void *context)
  2. {
  3. double val = *((double*)context);
  4. int a = offset+3;
  5. int alpha = pixelBuf[a];
  6. pixelBuf[a] = SAFECOLOR(alpha * val);
  7. }
  8. void filterBrightness(UInt8 *pixelBuf, UInt32 offset, void *context)
  9. {
  10. double t = *((double*)context);
  11. int r = offset;
  12. int g = offset+1;
  13. int b = offset+2;
  14. int red = pixelBuf[r];
  15. int green = pixelBuf[g];
  16. int blue = pixelBuf[b];
  17. pixelBuf[r] = SAFECOLOR(red * t);
  18. pixelBuf[g] = SAFECOLOR(green * t);
  19. pixelBuf[b] = SAFECOLOR(blue * t);
  20. }
  21. void filterSaturation(UInt8 *pixelBuf, UInt32 offset, void *context)
  22. {
  23. double t = *((double*)context); // t (- [0, 2]
  24. int r = offset;
  25. int g = offset+1;
  26. int b = offset+2;
  27. int red = pixelBuf[r];
  28. int green = pixelBuf[g];
  29. int blue = pixelBuf[b];
  30. red = red * (0.3086 * (1-t) + t) + green * (0.6094 * (1-t)) + blue * (0.0820 * (1-t));
  31. green = red * (0.3086 * (1-t)) + green * ((0.6094 * (1-t)) + t) + blue * (0.0820 * (1-t));
  32. blue = red * (0.3086 * (1-t)) + green * (0.6094 * (1-t)) + blue * ((0.0820 * (1-t)) + t);
  33. pixelBuf[r] = SAFECOLOR(red);
  34. pixelBuf[g] = SAFECOLOR(green);
  35. pixelBuf[b] = SAFECOLOR(blue);
  36. }
  37. void filterContrast(UInt8 *pixelBuf, UInt32 offset, void *context)
  38. {
  39. double t = *((double*)context); // t (- [0, 10]
  40. int r = offset;
  41. int g = offset+1;
  42. int b = offset+2;
  43. int red = pixelBuf[r];
  44. int green = pixelBuf[g];
  45. int blue = pixelBuf[b];
  46. red = red * t + 128 * (1-t);
  47. green = green * t + 128 * (1-t);
  48. blue = blue * t + 128 * (1-t);
  49. pixelBuf[r] = SAFECOLOR(red);
  50. pixelBuf[g] = SAFECOLOR(green);
  51. pixelBuf[b] = SAFECOLOR(blue);
  52. }
  53. void filterPosterize(UInt8 *pixelBuf, UInt32 offset, void *context)
  54. {
  55. double levels = *((double*)context);
  56. if (levels == 0) levels = 1; // avoid divide by zero
  57. int step = 255 / levels;
  58. int r = offset;
  59. int g = offset+1;
  60. int b = offset+2;
  61. int red = pixelBuf[r];
  62. int green = pixelBuf[g];
  63. int blue = pixelBuf[b];
  64. pixelBuf[r] = SAFECOLOR((red / step) * step);
  65. pixelBuf[g] = SAFECOLOR((green / step) * step);
  66. pixelBuf[b] = SAFECOLOR((blue / step) * step);
  67. }
  68. void filterDesaturate(UInt8 *pixelBuf, UInt32 offset, void *context)
  69. {
  70. int r = offset;
  71. int g = offset+1;
  72. int b = offset+2;
  73. int red = pixelBuf[r];
  74. int green = pixelBuf[g];
  75. int blue = pixelBuf[b];
  76. red = red * 0.3086 + green * 0.6094 + blue * 0.0820;
  77. green = red * 0.3086 + green * 0.6094 + blue * 0.0820;
  78. blue = red * 0.3086 + green * 0.6094 + blue * 0.0820;
  79. pixelBuf[r] = SAFECOLOR(red);
  80. pixelBuf[g] = SAFECOLOR(green);
  81. pixelBuf[b] = SAFECOLOR(blue);
  82. }
  83. void filterInvert(UInt8 *pixelBuf, UInt32 offset, void *context)
  84. {
  85. int r = offset;
  86. int g = offset+1;
  87. int b = offset+2;
  88. int red = pixelBuf[r];
  89. int green = pixelBuf[g];
  90. int blue = pixelBuf[b];
  91. pixelBuf[r] = SAFECOLOR(255-red);
  92. pixelBuf[g] = SAFECOLOR(255-green);
  93. pixelBuf[b] = SAFECOLOR(255-blue);
  94. }
  95. void filterTint(UInt8 *pixelBuf, UInt32 offset, void *context)
  96. {
  97. RGBA *rgbaArray = (RGBA*)context;
  98. RGBA maxRGBA = rgbaArray[0];
  99. RGBA minRGBA = rgbaArray[1];
  100. int r = offset;
  101. int g = offset+1;
  102. int b = offset+2;
  103. int red = pixelBuf[r];
  104. int green = pixelBuf[g];
  105. int blue = pixelBuf[b];
  106. pixelBuf[r] = SAFECOLOR((red - minRGBA.red) * (255.0 / (maxRGBA.red - minRGBA.red)));
  107. pixelBuf[g] = SAFECOLOR((green - minRGBA.green) * (255.0 / (maxRGBA.green - minRGBA.green)));
  108. pixelBuf[b] = SAFECOLOR((blue - minRGBA.blue) * (255.0 / (maxRGBA.blue - minRGBA.blue)));
  109. }

其中SAFECOLOR宏如下:

  1. #define SAFECOLOR(color) MIN(255,MAX(0,color))

最后,拿一张帅气的Andy照片来实践下,希望没有侵犯到肖像权。
原图如下:

iOS中的图像处理(一)——基础滤镜

通过以下四种变换,可以分别得到四张处理过的图片:

  1. return [originImage changeOpacityByFactor:0.5];
  1. return [originImage changeBrightnessByFactor:1.2];
  1. return [originImage changeSaturationByFactor:2.0];
  1. return [originImage tintWithMaxRGBA:(RGBA){190, 190, 230} minRGBA:(RGBA){50, 35, 10}];

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