簡介
在 OpenCL 1.1 中，已經支持對圖像的讀寫。本文描述如何通過 OpenCL API 調用，從一張較大的圖像中截取一塊矩形區域，供圖片瀏覽器顯示。該程序實現的功能和 No.1_YUV420pScissor 類似，不同的是 No.1_YUV420pScissor 中直接對像素數據進行處理，而該程序中通過 OpenCL 內置圖像讀寫函數來對像素數據進行採樣。
實現
該程序接收 No.2_2_FreeImage 中由函數 load_image 保存的二進制圖像數據，然後通過 OpenCL 來提取其中的部分矩形區域，將該矩形區域保存爲二進制圖像文件。最後將提取的矩形區域像素使用 No.2_2_FreeImage 中 store_image 函數保存爲位圖文件，供圖片瀏覽器查看。具體執行流程可參考 No.2_2_FreeImage。
由於截取的矩形區域圖像爲 256x256，在保存位圖文件時需要更新圖像格式和尺寸，需要對程序 No.2_2_FreeImage 中對應參數作相關調整，打上如下 patch，內容如下：
+FREE_IMAGE_FORMAT g_format = (FREE_IMAGE_FORMAT)13;
+int g_width = 256, g_height = 256;完整代碼參見 No.1_OpenCLSampler。
1.創建圖像對象
緩衝區對象和圖像對象都是內存對象，內存對象是對全局內存區域的引用。不同的是圖像對象除了像素數據，還包含了對圖像格式及圖像屬性的描述信息，例如圖像寬度、高度，以及深度等。
創建了兩個圖像對象，分別用來存放原始圖像數據和目標圖像數據。圖像對象和緩衝區對象類似，都是 cl_mem 類型。
cl_image_format image_format;
cl_mem in_buffer, out_buffer;
memset((void *)&image_format, 0, sizeof(cl_image_format));
image_format.image_channel_order = CL_RGBA;
image_format.image_channel_data_type = CL_UNORM_INT8;
in_buffer = clCreateImage2D(context,
CL_MEM_READ_ONLY | CL_MEM_USE_HOST_PTR, &image_format,
orig_width, orig_height, 0, src, &err);
out_buffer = clCreateImage2D(context, CL_MEM_WRITE_ONLY, &image_format,
new_width, new_height, 0, NULL, &err);其中 cl_image_format 用來定義圖像的格式，成員如下：
- image_channel_order：指定每個像素的通道數目和通道佈局；
- image_channel_data_type：描述每個通道的大小，表示的數據類型。
該程序在華爲榮耀8上運行。由於榮耀8只支持 OpenCL 1.1，該版本創建圖像對象對應的函數是 clCreateImage2D，如本文所示。在 OpenCL 1.2 中將函數 clCreateImage2D 和 clCreateImage3D 合併到了 clCreateImage，同時增加了 cl_image_desc 參數，用來描述圖像的屬性，包含圖像類型、寬度、高度和深度等信息。
2.圖像讀寫
圖像讀寫操作通過 OpenCL 內置的圖像讀寫函數 read_imageX 和 write_imageX 來執行，圖像讀寫函數只能作用於圖像對象。在主機端，圖像對象使用 clSetKernelArg 傳遞給內核程序。內核代碼如下：
__constant sampler_t sampler = CLK_NORMALIZED_COORDS_FALSE |
CLK_FILTER_NEAREST | CLK_ADDRESS_CLAMP;
__kernel void rotate_rgba(__read_only image2d_t srcImg,
__write_only image2d_t dstImg)
{
const int x = get_global_id(0);
const int y = get_global_id(1);
// 根據旋轉後坐標讀取元素圖像元素值
float4 value = read_imagef(srcImg, sampler, (int2)(x, y));
write_imagef(dstImg, (int2)(x, y), value);
}2.1採樣器
採樣器對象描述了讀取圖像數據時如何對圖像進行採樣。圖像讀取函數 read_imageX 包含一個採樣器參數，該參數可以在主機端通過調用 OpenCL API 函數創建，然後使用 clSetKernelArg 傳遞給內核；也可以在內核程序中聲明，在內核程序中聲明的採樣器對象爲 sampler_t 類型的常量。採樣器對象包含了一些屬性，這些屬性描述了在讀取圖像對象的像素時如何採樣。分別是規格化浮點座標，尋址模式和過濾模式。
- 規格化座標：指定傳遞的 x、y 和 z 座標值是規格化浮點座標還是非規格化座標值。可以是
CLK_NORMALIZED_COORDS_TRUE或者CLK_NORMALIZED_COORDS_FALSE枚舉類型的值； - 尋址模式：指定圖像的尋址模式。即，當傳遞的座標值超過圖像座標區域時該如何處理。可以是下面的枚舉類型的值：
CLK_ADDRESS_MIRRORED_REPEAT：圖像區域外的座標設置爲區域內座標的反射值對應的顏色；
CLK_ADDRESS_REPEAT：圖像區域外的座標重複區域內座標的顏色，只對規格化座標有效；
CLK_ADDRESS_CLAMP_TO_EDGE：圖像區域外的座標返回圖像邊緣的顏色；
CLK_ADDRESS_CLAMP：圖像區域外座標返回的顏色和邊框顏色保持一致； - 過濾模式：指定使用的過濾模式。可以是
CLK_FILTER_NEAREST或CLK_FILTER_LINEAR枚舉類型值，分別表示最近鄰插值和雙線性插值。
邊框的顏色
當採樣器的尋址模式設置爲 CLK_ADDRESS_CLAMP 時，超過圖像區域的座標返回邊框的顏色。邊框顏色的選擇依賴圖像顏色通道，如下：
- 如果圖像顏色通道是 CL_A，CL_INTENSITY，CL_Rx，CL_RA，CL_RGx，CL_RGBx，CL_ARGB，CL_BGRA 或 CL_RGBA，邊框顏色爲 （0.0f，0.0f， 0.0f，0.0f）；
- 如果圖像顏色的通道是 CL_R，CL_RG，CL_RGB 或 CL_LUMINANCE，邊框顏色爲（0.0f，0.0f，0.0f，1.0f）。
CL_RGBA 的顏色通道中，如果是全 0 則表示黑色，全 0xFF 表示白色。Alpha 通道如果是 1，則不透明，如果是 0 則全透明。
2.2座標
在圖像讀寫函數 read_imageX 和 write_imageX 中，對於 2D 圖像對象，傳遞的 x 座標範圍是 [0, width-1]，y 座標範圍是 [0, height-1]，座標原點 [0, 0] 對應圖像的左下角。
2.3讀寫操作
對於不同的圖像對象，函數 read_imageX 返回由四個通道組成的顏色值，使用 x、 y、 z 和 w 來表示。x 表示紅色，y 表示綠色，z 表示藍色，w 表示 alpha 通道。函數 write_imageX 將四個通道表示的顏色值寫入圖像對象指定的座標位置。圖像數據類型 image2d_t，表示 2D 圖像，需要使用如下的限定符來修飾：
- 對於內核執行
讀操作的圖像對象，在聲明的時候需要使用__read_only限定符修飾； - 對於內核執行
寫操作的圖像對象，在聲明的時候需要使用__write_only限定符修飾； - 同一個圖像對象不能同時支持
讀寫操作，限定符使用不當將引發編譯錯誤。
3.讀取圖像數據
把命令添加到命令隊列中，將圖像對象指定區域的數據讀取到主機內存，以供圖片瀏覽器查看。該區域是一個矩形區域。
size_t origin[3] = {0 , 0, 0};
size_t region[3] = {new_width, new_height, 1};
err = clEnqueueReadImage(queue, out_buffer, CL_TRUE, origin, region, 0,
0, des, 0, NULL, NULL);部分參數說明如下：
- origin：圖像中的偏移（x，y，z），以像素爲單位的。如果
image是 2D 圖像對象，origin[2] 必須爲 0； - region：定義 1D，2D 或 3D 圖像的矩形區域，屬性爲（width，height，depth）。如果 image 是 2D 圖像對象， region[2] 必須是 1。
結果
該程序運行後，經過 No.2_2_FreeImage 處理顯示效果如下圖所示。
原始圖像
目標圖像
