前言
在之前的幾次課當(dāng)中我們已經(jīng)詳細了解到整個android程序，從啟動再到繪制的整體流程，從這中間我們又牽扯出了Canvas繪制圖形的畫板和我們的Paint控制色彩樣式的畫筆，那么之前基礎(chǔ)篇我們就不進行詳細的解釋，那些API在之前的基礎(chǔ)篇已經(jīng)公布出來，我也注釋的非常詳細，今天我門來了解Paint高級篇真正需要了解的濾鏡
濾鏡
1.濾鏡效果
從上圖我們可以看到 四張濾鏡效果圖像，其色彩的顯示效果各不一樣，也就是說所謂濾鏡其實只不過是對于原本圖像色彩進行調(diào)整
那么需要對圖像的色彩進行調(diào)整操作，我們會需要知道幾個概念，那就是我們的圖像構(gòu)成，顏色通道，顏色模式以及顏色舉證
2.圖像構(gòu)成
在具體講濾鏡之前，今天我們先來系統(tǒng)化真正認識一下在我們計算機當(dāng)中我們的圖像到底是什么，我們都知道在計算機體系當(dāng)中我們的圖像有各種各樣的格式，比如jpg,png,gif等等...
那么我們同樣也知道我們計算機當(dāng)中的圖像文件其實實際也就是一個二進制的字節(jié)碼文件，那么這個圖像本質(zhì)上來說是一個二進制文件，然后我們的cpg，gpu對二進制文件進行識別再顯示到我們的屏幕上，那么我們現(xiàn)在需要關(guān)注的是，這些文件當(dāng)中他到底保存的是什么？
其實一個圖像文件當(dāng)中，他保存的數(shù)據(jù)總體分為兩塊
1.圖像的信息
2.圖像的數(shù)據(jù)
后者好理解，我們可以理解為圖像具體的那些像素點的數(shù)據(jù)，
那么前者其實我們可以理解為，是一組信息，這組信息的作用是讓我們的cpg,gpu在顯示圖像的時候，基于我門設(shè)定的這組信息的規(guī)則不同，那么顯示的效果不一樣，
以一種格式(PNG)為例，我在網(wǎng)上扒出了對于這個圖像的結(jié)構(gòu)的解釋(粗略看一下就好)
PNG的文件結(jié)構(gòu)
對于一個PNG文件來說，其文件頭總是由位固定的字節(jié)來描述的：
十進制數(shù) 137 80 78 71 13 10 26 10
十六進制數(shù) 89 50 4E 47 0D 0A 1A 0A
其中第一個字節(jié)0x89超出了ASCII字符的范圍，這是為了避免某些軟件將 PNG文件當(dāng)做文本文件來處理。文件中剩余的部分由3個以上的PNG的數(shù)據(jù)塊（Chunk）按照特定的順序組成，因此，一個標(biāo)準(zhǔn)的PNG文件結(jié)構(gòu)應(yīng)該如下：
PNG文件標(biāo)志 PNG數(shù)據(jù)塊 …… PNG數(shù)據(jù)塊
PNG數(shù)據(jù)塊（Chunk）
PNG定義了兩種類型的數(shù)據(jù)塊，一種是稱為關(guān)鍵數(shù)據(jù)塊(critical chunk)，這是標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)塊，另一種叫做輔助數(shù)據(jù)塊(ancillary chunks)，這是可選的數(shù)據(jù)塊。關(guān)鍵數(shù)據(jù)塊定義了4個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)塊，每個PNG文件都必須包含它們，PNG讀寫軟件也都必須要支持這些數(shù)據(jù)塊。雖然PNG文件規(guī)范沒有要求PNG編譯碼器對可選數(shù)據(jù)塊進行編碼和譯碼，但規(guī)范提倡支持可選數(shù)據(jù)塊。
下表就是PNG中數(shù)據(jù)塊的類別，其中，關(guān)鍵數(shù)據(jù)塊部分我們使用深色背景加以區(qū)分。
為了簡單起見，我們假設(shè)在我們使用的PNG文件中，這4個數(shù)據(jù)塊按以上先后順序進行存儲，并且都只出現(xiàn)一次。
數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)
PNG文件中，每個數(shù)據(jù)塊由4個部分組成，如下：
名稱 字節(jié)數(shù) 說明
Length (長度) 4字節(jié) 指定數(shù)據(jù)塊中數(shù)據(jù)域的長度，其長度不超過(231－1)字節(jié)
Chunk Type Code (數(shù)據(jù)塊類型碼) 4字節(jié) 數(shù)據(jù)塊類型碼由ASCII字母(A-Z和a-z)組成
Chunk Data (數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)) 可變長度 存儲按照Chunk Type Code指定的數(shù)據(jù)
CRC (循環(huán)冗余檢測) 4字節(jié) 存儲用來檢測是否有錯誤的循環(huán)冗余碼
從上面這一段解釋當(dāng)中我門可以看出，其實所謂的各個圖像格式只不過是發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)不一樣，那么們cpu解析的規(guī)則也不一致，同時一張圖片里面包含了多個數(shù)據(jù)塊，如下圖
這是我打開的一張jpg圖的數(shù)據(jù)，這時我門看到的是16進制的數(shù)據(jù)，盡管我們不知道這些數(shù)據(jù)是什么，那么此時我們結(jié)合上述所說，假定第一行的數(shù)據(jù)是這個jpg的標(biāo)志，第2-8行可能記錄的是解析規(guī)則等等信息類似，后面的為數(shù)據(jù)，那么這樣去看待一張圖形，我們就能大致明白一個意思， 標(biāo)志+圖像信息+數(shù)據(jù)－－》最終構(gòu)成一張完整的圖像，圖像根據(jù)數(shù)據(jù)和所為的解析規(guī)則計算顯示出來的
那么對于今天的濾鏡，我門需要了解到圖像當(dāng)中比較重要的兩個信息顏色通道，顏色模式
3.顏色通道,顏色模式
顏色通道：保存圖像顏色信息的通道稱為顏色通道。這句話是顏色通道的基本定義，我門可以理解為記錄色彩信息的那一段數(shù)據(jù)，
每個圖像都有一個或者多個顏色通道，圖像中默認的顏色通道信息取決于顏色模式
顏色模式：顏色模式我門可以理解為將某種顏色表現(xiàn)為數(shù)字形式的模型，或者說是一種記錄圖像顏色的方式。分為：RGB模式、CMYK模式、HSB模式、Lab顏色模式、位圖模式、灰度模式、索引顏色模式、雙色調(diào)模式和多通道模式等。
其實實際上我們就認為，現(xiàn)在我要顯示的色彩這個時候是用數(shù)字表示，最經(jīng)典的RGB模式我們可以理解為R(255) G(0) B(0)當(dāng)前這個像素，顯示，在識別的時候為紅色，他由紅 綠 藍 三種色彩進行混合，顯示出我們要的顏色其程度數(shù)值是0-255的范圍
總結(jié)：也就是說，其實圖像的顯示，每個點都是由模式所決定的色彩數(shù)值混合形成我們想要的顏色，那么我們的濾鏡效果實現(xiàn)，其實實際上就是去對于顏色通道進行過濾操作，在其原本的模式數(shù)值上面進行操作，達到更改圖像色彩效果的目的，這就是我們所為的濾鏡
4.顏色矩陣
在android當(dāng)中，他所采用的顏色模式是RGBA模式，也就是在紅綠藍的基礎(chǔ)上加入了Alpha透明度的概念，那么也就是他現(xiàn)在是一個四通道的模式
在Android當(dāng)中當(dāng)android將圖像信息獲取出來時候，當(dāng)前圖像的顏色通道信息他用的是一個矩陣在進行保存
用一個數(shù)組來表示的話就是
上面這里看到的是一個四通道形式的表示方式，我門會發(fā)現(xiàn)在
1-1
2-2
3-3
4-4
的位置都是一個1的數(shù)值，那么幾個數(shù)值我們把他理解為顏色的系數(shù)，1為原本數(shù)值不動，若0.5那么當(dāng)前對應(yīng)的rgba四個選項按比例處理
如果想要更改為半透明的，那么，當(dāng)前a的值改為0.5就OK了紅色翻一倍就改為2
但是如果在這種情況下
這個四介矩陣做不到，在android當(dāng)中真正的表現(xiàn)方式他應(yīng)用了一個4*5的矩陣
最后方加入一列，作為所為的亞元坐標(biāo)，其實也就是分量值
那么下面這個顏色的矩陣如果想要將我們的顏色值達到上訴效果，第二行的100表示在之前的顏色基礎(chǔ)上增加100個綠色數(shù)值
那么這種是我們最為簡單的理解，
而真正的他當(dāng)中的實現(xiàn)實際上是采用矩陣的計算
4.矩陣運算
矩陣的運算規(guī)則是矩陣A的一行乘以矩陣C的一列作為矩陣R的一行，
C矩陣是圖片中包含的ARGB信息，R矩陣是用顏色矩陣應(yīng)用于C之后的新的顏色分量，運算結(jié)果如下：
R' = aR + bG + cB + dA + e;
G' = fR + gG + hB + iA + j;
B' = kR + lG + mB + nA + o;
A' = pR + qG + rB + sA + t;
顏色矩陣并不是看上去那么深奧，其實需要使用的參數(shù)很少，而且很有規(guī)律第一行決定紅色第二行決定綠色
第三行決定藍色，第四行決定了透明度，第五列是顏色的偏移量。下面是一個實際中使用的顏色矩陣。
如果把這個矩陣作用于各顏色分量的話，R=A*C，計算后會發(fā)現(xiàn)，各個顏色分量實際上沒有任何的改變(R'=R G'=G B'=B A'=A)。
圖1.5所示矩陣計算后會發(fā)現(xiàn)紅色分量增加100，綠色分量增加100，
這樣的效果就是圖片偏黃，因為紅色和綠色混合后得到黃色，黃色增加了100，圖片當(dāng)然就偏黃了。
改變各顏色分量不僅可以通過修改第5列的顏色偏移量也可如上面矩陣所示將對應(yīng)的顏色值乘以一個倍數(shù)，直接放大。
上圖1.6是將綠色分量乘以2變?yōu)樵瓉淼?倍。至此已經(jīng)明白了如何通過顏色矩陣來改變各顏色分量。
5.濾鏡實現(xiàn)
那么在對于的實現(xiàn)上面android的使用非常簡單，只需要依賴于一個API就好
// 顏色通道過濾
/*ColorMatrix colorMartrix = new ColorMatrix(new float[]{
1, 0,0,0,0,
0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,
0,0,0,1,0,
});
paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(colorMartrix));
那么下面是我的demo代碼，大家可以去試試效果
protected void onDraw(Canvas canvas) {
super.onDraw(canvas);
setLayerType(View.LAYER_TYPE_SOFTWARE,null);
RectF rectF = new RectF(0,100,bitmap.getWidth(),bitmap.getHeight());
paint.reset();
paint.setColor(Color.RED);
canvas.drawBitmap(bitmap,null, rectF,paint);
// 平移運算---加法
/*ColorMatrix colorMartrix = new ColorMatrix(new float[]{
1, 0,0,0,0,
0,1,0,0,100,
0,0,1,0,0,
0,0,0,1,0,
});*/
// 反相效果 -- 底片效果
/* ColorMatrix colorMartrix = new ColorMatrix(new float[]{
-1, 0,0,0,255,
0,-1,0,0,255,
0,0,-1,0,255,
0,0,0,1,0,
});/
// 縮放運算---乘法 -- 顏色增強
/ColorMatrix colorMartrix = new ColorMatrix(new float[]{
1.2f, 0,0,0,0,
0,1.2f,0,0,0,
0,0,1.2f,0,0,
0,0,0,1.2f,0,
});*/
// 黑白照片
// 去色原理：只要把R G B 三通道的色彩信息設(shè)置成一樣，那么圖像就會變成灰色，
// 同時為了保證圖像亮度不變，同一個通道里的R+G+B =1
//
/*ColorMatrix colorMartrix = new ColorMatrix(new float[]{
0.213f, 0.715f,0.072f,0,0,
0.213f, 0.715f,0.072f,0,0,
0.213f, 0.715f,0.072f,0,0,
0,0,0,1,0,
});*/
// 發(fā)色效果---（比如紅色和綠色交換）
/*ColorMatrix colorMartrix = new ColorMatrix(new float[]{
0,1,0,0,0,
1, 0,0,0,0,
0,0,1,0,0,
0,0,0,1,0,
});*/
// 復(fù)古效果
/*ColorMatrix colorMartrix = new ColorMatrix(new float[]{
1/2f,1/2f,1/2f,0,0,
1/3f, 1/3f,1/3f,0,0,
1/4f,1/4f,1/4f,0,0,
0,0,0,1,0,
});*/
// 顏色通道過濾
ColorMatrix colorMartrix = new ColorMatrix(new float[]{
1, 0,0,0,0,
0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,
0,0,0,1,0,
});
RectF rectF2 = new RectF(600,100,600 + bitmap.getWidth(),bitmap.getHeight());
paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(colorMartrix));
canvas.drawBitmap(bitmap,null, rectF2,paint);
}
那么關(guān)于濾鏡其他的反轉(zhuǎn)，光影等效果課上講，大家可以試試這里最基礎(chǔ)的一些操作
作者：KerwinBarry
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來源：簡書
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