Metal每日分享，波動濾鏡效果

本案例的目的是理解如何用Metal實現圖像波動效果濾鏡，還可類似塗鴉效果，主要就是對紋理座標進行正餘弦偏移處理；

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效果圖

Demo

• HarbethDemo地址

實操代碼

// 波動效果
let filter = C7Fluctuate.init(extent: 50, amplitude: 0.003, fluctuate: 2.5)

// 方案1:
let dest = BoxxIO.init(element: originImage, filter: filter)
ImageView.image = try? dest.output()

dest.filters.forEach {
    NSLog("%@", "\($0.parameterDescription)")
}

// 方案2:
ImageView.image = try? originImage.make(filter: filter)

// 方案3:
ImageView.image = originImage ->> filter

實現原理

• 過濾器

這款濾鏡採用並行計算編碼器設計.compute(kernel: "C7Fluctuate")，參數因子[extent, amplitude, fluctuate]

對外開放參數

• amplitude: 控制振幅的大小，越大圖像越誇張；
• extent: 控制波動程度，越大越密集；
• fluctuate: 波動幅度；

/// 波動效果，還可類似塗鴉效果
public struct C7Fluctuate: C7FilterProtocol {
    
    /// 控制振幅的大小，越大圖像越誇張
    /// Control the size of the amplitude, the larger the image, the more exaggerated the image.
    public var amplitude: Float = 0.002
    public var extent: Float = 50.0
    public var fluctuate: Float = 0.5
    
    public var modifier: Modifier {
        return .compute(kernel: "C7Fluctuate")
    }
    
    public var factors: [Float] {
        return [extent, amplitude, fluctuate]
    }
    
    public init(extent: Float = 50.0, amplitude: Float = 0.002, fluctuate: Float = 0.5) {
        self.extent = extent
        self.amplitude = amplitude
        self.fluctuate = fluctuate
    }
}

• 着色器

紋理座標歸一化處理，然後獲取到偏移正餘弦值作爲xy，取出紋理像素顏色；

kernel void C7Fluctuate(texture2d<half, access::write> outputTexture [[texture(0)]],
                        texture2d<half, access::sample> inputTexture [[texture(1)]],
                        device float *extent [[buffer(0)]],
                        device float *amplitude [[buffer(1)]],
                        device float *fluctuate [[buffer(2)]],
                        uint2 grid [[thread_position_in_grid]]) {
    constexpr sampler quadSampler(mag_filter::linear, min_filter::linear);
    const float2 textureCoordinate = float2(float(grid.x) / outputTexture.get_width(), float(grid.y) / outputTexture.get_height());
    
    float2 offset = float2(0, 0);
    offset.x = sin(grid.x * *extent + *fluctuate) * *amplitude;
    offset.y = cos(grid.y * *extent + *fluctuate) * *amplitude;
    
    const float2 tx = textureCoordinate + offset;//mix(textureCoordinate, textureCoordinate+offset, 0.01);
    const half4 outColor = inputTexture.sample(quadSampler, tx);
    
    outputTexture.write(outColor, grid);
}

Harbeth功能清單

• 支持ios系統和macOS系統
• 支持運算符函數式操作
• 支持多種模式數據源 UIImage, CIImage, CGImage, CMSampleBuffer, CVPixelBuffer.
• 支持快速設計濾鏡
• 支持合併多種濾鏡效果
• 支持輸出源的快速擴展
• 支持相機採集特效
• 支持視頻添加濾鏡特效
• 支持矩陣卷積
• 支持使用系統 MetalPerformanceShaders.
• 支持兼容 CoreImage.
• 濾鏡部分大致分爲以下幾個模塊：
  • Blend：圖像融合技術
  • Blur：模糊效果
  • Pixel：圖像的基本像素顏色處理
  • Effect：效果處理
  • Lookup：查找表過濾器
  • Matrix: 矩陣卷積濾波器
  • Shape：圖像形狀大小相關
  • Visual: 視覺動態特效
  • MPS: 系統 MetalPerformanceShaders.

最後

• 慢慢再補充其他相關濾鏡，喜歡就給我點個星🌟吧。
• 濾鏡Demo地址，目前包含100+種濾鏡，同時也支持CoreImage混合使用。
• 再附上一個開發加速庫KJCategoriesDemo地址
• 再附上一個網絡基礎庫RxNetworksDemo地址
• 喜歡的老闆們可以點個星🌟，謝謝各位老闆！！！

✌️.