Core Image 的使用(iOS 的图像处理)

Quartz 2D 以前写过文章介绍,是一个灰常强大的东西,是一个二维绘图引擎,同时支持iOS和Mac系统。比较重要的地方有图形上下文,图形上下文栈,本文末再补充一点关于 Quartz 2D 的内容,这篇文章主要写 Core Image。

Photoshop 可以为照片添加各种滤镜大家都知道,不过如果在 iOS 上面实现,在 iOS5.0 之前,这一切都是很复杂的,要用算法来实现。在此之后,苹果官方已经提供了Core Image框架来帮助开发者进行特效制作。

先来看一下滤镜使用过程中常用的基类对象,

  • CIContext:图像上下文,用于管理整个图片处理过程,不同的图形上下文将利用不同的图像处理硬件进行图像处理(在 iOS 中可以通过不同的方式创建图像上下文,例如可以创建基于 CPU 的图像上下方、创建基于 GPU 的图像上下方以及创建 OpenGL 优化过的图像上下文)。
  • CIFilter:图像处理滤镜,每种滤镜有不同的参数设置。
  • CIImage:Core Image 框架中的图像类型,主要用于输入和输出图像。

在使用滤镜之前我们先要弄清平台主要支持哪些滤镜,以及这些滤镜的方法和参数如何设置,此时不妨使用下面的方法进行打印查看:

#pragma mark 查看所有内置滤镜 
-(void)showAllFilters{ NSArray *filterNames=[CIFilter filterNamesInCategory:kCICategoryBuiltIn]; for (NSString *filterName in filterNames) { CIFilter *filter=[CIFilter filterWithName:filterName]; NSLog(@"\rfilter:%@\rattributes:%@",filterName,[filter attributes]); } }

打印结果比较长,截取一部分:

2015-03-18 12:24:00.588 mosaic[703:31840] filter:CIAccordionFoldTransition attributes:{ CIAttributeFilterCategories = ( CICategoryTransition, CICategoryVideo, CICategoryStillImage, CICategoryBuiltIn ); CIAttributeFilterDisplayName = "Accordion Fold Transition"; CIAttributeFilterName = CIAccordionFoldTransition; inputBottomHeight = { CIAttributeClass = NSNumber; CIAttributeDefault = 0; CIAttributeMin = 0; CIAttributeType = CIAttributeTypeDistance; }; inputFoldShadowAmount = { CIAttributeClass = NSNumber; CIAttributeDefault = "0.1"; CIAttributeMax = 1; CIAttributeMin = 0; CIAttributeSliderMax = 1; CIAttributeSliderMin = 0; CIAttributeType = CIAttributeTypeScalar; }; inputImage = { CIAttributeClass = CIImage; CIAttributeType = CIAttributeTypeImage; }; inputNumberOfFolds = { CIAttributeClass = NSNumber; CIAttributeDefault = 3; CIAttributeMax = 50; CIAttributeMin = 1; CIAttributeSliderMax = 10; CIAttributeSliderMin = 1; CIAttributeType = CIAttributeTypeScalar; }; inputTargetImage = { CIAttributeClass = CIImage; CIAttributeType = CIAttributeTypeImage; }; inputTime = { CIAttributeClass = NSNumber; CIAttributeDefault = 0; CIAttributeIdentity = 0; CIAttributeMin = 0; CIAttributeSliderMax = 1; CIAttributeSliderMin = 0; CIAttributeType = CIAttributeTypeTime; }; } 2015-03-18 12:24:00.662 mosaic[703:31840] filter:CIAffineTransform attributes:{ CIAttributeFilterCategories = ( CICategoryGeometryAdjustment, CICategoryVideo, CICategoryStillImage, CICategoryBuiltIn ); CIAttributeFilterDisplayName = "Affine Transform"; CIAttributeFilterName = CIAffineTransform; inputImage = { CIAttributeClass = CIImage; CIAttributeType = CIAttributeTypeImage; }; inputTransform = { CIAttributeClass = NSValue; CIAttributeDefault = "CGAffineTransform: {{1, 0, 0, 1}, {0, 0}}"; CIAttributeIdentity = "CGAffineTransform: {{1, 0, 0, 1}, {0, 0}}"; CIAttributeType = CIAttributeTypeTransform; }; }

在 iOS7 中打印会发现有 127 中滤镜,如果我们把每种滤镜都介绍一遍恐怕用几章内容也很难介绍详细,事实上也没有这个必要。这些滤镜使用方法是类似的,只是参数设置有所区别。在 iOS 文档中可以搜索“core image filter reference”一节的内容,里面有每种滤镜的详细介绍和图片使用效果。

使用Core Image框架创建滤镜效果一般分为以下几步:

  1. 创建图像上下文 CIContext
  2. 创建滤镜 CIFilter
  3. 创建过滤原图片 CIImage
  4. 调用 CIFilter 的 setValue: forKey:方法为滤镜指定源图片
  5. 设置滤镜参数【可选】
  6. 取得输出图片显示或保存

好了直接上代码

#import "KCMainViewController.h" #define CONSTROLPANEL_FONTSIZE 12 @interface KCMainViewController ()<UINavigationControllerDelegate,UIImagePickerControllerDelegate>{ UIImagePickerController *_imagePickerController;//系统照片选择控制器 UIImageView *_imageView;//图片显示控件 CIContext *_context;//Core Image上下文 CIImage *_image;//我们要编辑的图像 CIImage *_outputImage;//处理后的图像 CIFilter *_colorControlsFilter;//色彩滤镜 } @end @implementation KCMainViewController - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; [self initLayout]; } #pragma mark 初始化布局 -(void)initLayout{ //初始化图片选择器 _imagePickerController=[[UIImagePickerController alloc]init]; _imagePickerController.delegate =self; //创建图片显示控件 _imageView=[[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(0, 64, 320, 502)]; _imageView.contentMode=UIViewContentModeScaleAspectFit; [self.view addSubview:_imageView]; //上方导航按钮 self.navigationItem.title=@"Enhance"; self.navigationItem.leftBarButtonItem=[[UIBarButtonItem alloc]initWithTitle:@"Open" style:UIBarButtonItemStyleDone target:self action:@selector(openPhoto:)]; self.navigationItem.rightBarButtonItem=[[UIBarButtonItem alloc]initWithTitle:@"Save" style:UIBarButtonItemStyleDone target:self action:@selector(savePhoto:)]; //下方控制面板 UIView *controlView=[[UIView alloc]initWithFrame:CGRectMake(0, 450, 320, 118)]; // controlView.alpha=0.2; // controlView.backgroundColor=[UIColor colorWithRed:46.0/255.0 green:178.0/255.0 blue:235.0/255.0 alpha:1]; [self.view addSubview:controlView]; //饱和度(默认为1,大于饱和度增加小于1则降低) UILabel *lbSaturation=[[UILabel alloc]initWithFrame:CGRectMake(10, 10, 60, 25)]; lbSaturation.text=@"Saturation"; lbSaturation.font=[UIFont systemFontOfSize:CONSTROLPANEL_FONTSIZE]; [controlView addSubview:lbSaturation]; UISlider *sldStaturation=[[UISlider alloc]initWithFrame:CGRectMake(80, 10, 230, 30)];//注意UISlider高度虽然无法调整,很多朋友会说高度设置位0即可,事实上在iOS7中设置为0后是无法拖动的 [controlView addSubview:sldStaturation]; sldStaturation.minimumValue=0; sldStaturation.maximumValue=2; sldStaturation.value=1; [sldStaturation addTarget:self action:@selector(changeStaturation:) forControlEvents:UIControlEventValueChanged]; //亮度(默认为0) UILabel *lbBrightness=[[UILabel alloc]initWithFrame:CGRectMake(10, 40, 60, 25)]; lbBrightness.text=@"Brightness"; lbBrightness.font=[UIFont systemFontOfSize:CONSTROLPANEL_FONTSIZE]; [controlView addSubview:lbBrightness]; UISlider *sldBrightness=[[UISlider alloc]initWithFrame:CGRectMake(80, 40, 230, 30)]; [controlView addSubview:sldBrightness]; sldBrightness.minimumValue=-1; sldBrightness.maximumValue=1; sldBrightness.value=0; [sldBrightness addTarget:self action:@selector(changeBrightness:) forControlEvents:UIControlEventValueChanged]; //对比度(默认为1) UILabel *lbContrast=[[UILabel alloc]initWithFrame:CGRectMake(10, 70, 60, 25)]; lbContrast.text=@"Contrast"; lbContrast.font=[UIFont systemFontOfSize:CONSTROLPANEL_FONTSIZE]; [controlView addSubview:lbContrast]; UISlider *sldContrast=[[UISlider alloc]initWithFrame:CGRectMake(80, 70, 230, 30)]; [controlView addSubview:sldContrast]; sldContrast.minimumValue=0; sldContrast.maximumValue=2; sldContrast.value=1; [sldContrast addTarget:self action:@selector(changeContrast:) forControlEvents:UIControlEventValueChanged]; //初始化CIContext //创建基于CPU的图像上下文 // NSNumber *number=[NSNumber numberWithBool:YES]; // NSDictionary *option=[NSDictionary dictionaryWithObject:number forKey:kCIContextUseSoftwareRenderer]; // _context=[CIContext contextWithOptions:option]; _context=[CIContext contextWithOptions:nil];//使用GPU渲染,推荐,但注意GPU的CIContext无法跨应用访问,例如直接在UIImagePickerController的完成方法中调用上下文处理就会自动降级为CPU渲染,所以推荐现在完成方法中保存图像,然后在主程序中调用 // EAGLContext *eaglContext=[[EAGLContext alloc]initWithAPI:kEAGLRenderingAPIOpenGLES1]; // _context=[CIContext contextWithEAGLContext:eaglContext];//OpenGL优化过的图像上下文 //取得滤镜 _colorControlsFilter=[CIFilter filterWithName:@"CIColorControls"]; } #pragma mark 打开图片选择器 -(void)openPhoto:(UIBarButtonItem *)btn{ //打开图片选择器 [self presentViewController:_imagePickerController animated:YES completion:nil]; } #pragma mark 保存图片 -(void)savePhoto:(UIBarButtonItem *)btn{ //保存照片到相册 UIImageWriteToSavedPhotosAlbum(_imageView.image, nil, nil, nil); UIAlertView *alert=[[UIAlertView alloc]initWithTitle:@"Sytem Info" message:@"Save Success!" delegate:nil cancelButtonTitle:nil otherButtonTitles:@"OK", nil]; [alert show]; } #pragma mark 图片选择器选择图片代理方法 -(void)imagePickerController:(UIImagePickerController *)picker didFinishPickingMediaWithInfo:(NSDictionary *)info{ //关闭图片选择器 [self dismissViewControllerAnimated:YES completion:nil]; //取得选择图片 UIImage *selectedImage=[info objectForKey:UIImagePickerControllerOriginalImage]; _imageView.image=selectedImage; //初始化CIImage源图像 _image=[CIImage imageWithCGImage:selectedImage.CGImage]; [_colorControlsFilter setValue:_image forKey:@"inputImage"];//设置滤镜的输入图片 } #pragma mark 将输出图片设置到UIImageView -(void)setImage{ CIImage *outputImage= [_colorControlsFilter outputImage];//取得输出图像 CGImageRef temp=[_context createCGImage:outputImage fromRect:[outputImage extent]]; _imageView.image=[UIImage imageWithCGImage:temp];//转化为CGImage显示在界面中 CGImageRelease(temp);//释放CGImage对象 } #pragma mark 调整饱和度 -(void)changeStaturation:(UISlider *)slider{ [_colorControlsFilter setValue:[NSNumber numberWithFloat:slider.value] forKey:@"inputSaturation"];//设置滤镜参数 [self setImage]; } #pragma mark 调整亮度 -(void)changeBrightness:(UISlider *)slider{ [_colorControlsFilter setValue:[NSNumber numberWithFloat:slider.value] forKey:@"inputBrightness"]; [self setImage]; } #pragma mark 调整对比度 -(void)changeContrast:(UISlider *)slider{ [_colorControlsFilter setValue:[NSNumber numberWithFloat:slider.value] forKey:@"inputContrast"]; [self setImage]; } @end
  • 在上面的代码中除了使用了基于GPU的图像上下文(推荐方式),也创建了其他图像上下文,尽管已经被注释大家还是需要熟悉。
  • Core Image允许你一次给图像或视频帧叠加多种效果,同时Core Image还能保证强大的处理效率。
  • 和在使用Core Graphics绘图一样,UIKit中也封装了一些方法直接转换为Core Image中的对象,例如UIImage对象可以直接调用CIImage属性转换为CIImage类型。

Quartz 2D 补充:

  1. Core Graphics 是基于 C 语言的一套框架,开发时无法像使用 Obj-C 一样调用;
  2. 在 Quartz 2D 中凡是使用带有“Create”或者“Copy”关键字方法创建的对象,在使用后一定要使用对应的方法释放(由于这个框架基于C语言编写无法自动释放内存);
  3. Quartz 2D 是跨平台的,因此其中的方法中不能使用 UIKit 中的对象( UIKit 只有 iOS 可用),例如用到的颜色只能用 CGColorRef 而不能用 UIColor,但是 UIKit 中提供了对应的转换方法;
  4. 在 C 语言中枚举一般以“k”开头,由于 Quartz 2D 基于 C 语言开发,所以它也不例外(参数中很多枚举都是 k 开头的);
  5. 由于 Quartz 2D 是 Core Graphics 的一部分,所以 API 多数以 CG 开头;
  6. 在使用 Quartz 2D 绘图API中所有以“Ref”结尾对象,在声明时都不必声明为指针类型;
  7. 在使用 Quartz 2D 绘图 API 时,凡是“UI”开头的相关绘图函数,都是 UIKit 对 Core Graphics 的封装(主要为了简化绘图操作);

参考资料: http://www.cnblogs.com/kenshincui/p/3959951.html#otherCGContext


Originally published at pupboss.com on March 18, 2015.

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