Android OpenGLES2.0开发（九）：图片滤镜-灰度图的思考

时间：2024-12-20 07:37:24

我们知道图像都是由一个一个像素组成的，而每一个像素的颜色都由一个RBG值确定，由此组成了一副美丽的图像。

如果我们现在要将一副彩色的图像灰度化，就要对每一个像素点做处理。一般的处理方法是将图片颜色值的RGB三个通道值设为一样，这样原本的256*256*256种颜色就只有256种了，256种颜色值就丢失了图片的彩色信息，留下的只有亮度值，视觉上看上去就是灰色的图片。

灰度处理一般有三种算法：

  1. 最大值法：即新的颜色值R＝G＝B＝Max(R，G，B)，这种方法处理后的图片看起来亮度值偏高。
  2. 平均值法：即新的颜色值R＝G＝B＝(R＋G＋B)／3，这样处理的图片十分柔和
  3. 加权平均值法：即新的颜色值R＝G＝B＝(R ＊ Wr＋G＊Wg＋B＊Wb)，一般由于人眼对不同颜色的敏感度不一样，所以三种颜色值的权重不一样，一般来说绿色最高，红色其次，蓝色最低，最合理的取值分别为Wr ＝ 30％，Wg ＝ 59％，Wb ＝ 11％

其实知道了上面的算法，图像灰度处理就变得简单了，无非就是循环遍历图像像素，一个一个修改就好了。一张1920*1080的图片，有2073600像素点，如果使用CPU进行遍历无异于大炮打苍蝇出力不讨好。这个时候GPU的并行处理能力就派上用场了，而OpenGL ES又是GPU的驱动，所以OpenGL ES什么时候用我想大家也就明白了。

加权平均值法

我们使用加权平均值法对图片进行灰度化处理，我们拷贝Image类修改为GrayFilter，修改片段着色器代码如下

// 灰度片段着色器代码
private final String grayFragmentShaderCode =
        "precision mediump float;\n" +
                "uniform sampler2D vTexture;\n" +
                "varying vec2 aTexCoordinate;\n" +
                "void main() {\n" +
                "  vec4 rgba = texture2D(vTexture, aTexCoordinate);\n" +
                "  float color = rgba.r * 0.3 + rgba.g * 0.59 + rgba.b * 0.11;\n" +
                "  gl_FragColor = vec4(color, color, color, 1.0);\n" +
                "}\n";

为了使GrayFilter更加通用我们不再内部传入Bitmap生成纹理，而是外部传入纹理进行渲染，修改onDraw方法如下：

public void onDraw(int textureId, float[] matrix)

我们使用这个灰度滤镜渲染一张1080*2041大图看下，哇哦看着效果确实不错。本人使用测试手机是2018年发布的一加6T，渲染时间不到1ms，可见OpenGL ES对图像强大的处理能力。

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