Metal每日分享，四維向量偏移濾鏡效果

本案例的目的是理解如何用Metal實現圖像4維向量顏色效果濾鏡，通過對像素點顏色進行4維向量疊加運算得到新的像素點；

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Demo

• HarbethDemo地址

實操代碼

// 暖色系
let filter = C7ColorVector4(vector: Vector4.Color.warm)

// 方案1:
ImageView.image = try? BoxxIO(element: originImage, filters: [filter, filter2, filter3]).output()

// 方案2:
ImageView.image = originImage.filtering(filter, filter2, filter3)

// 方案3:
ImageView.image = originImage ->> filter ->> filter2 ->> filter3

效果對比圖

origin: 原始	warm: 暖色系	cool_tone: 冷色系

實現原理

• 過濾器

這款濾鏡採用並行計算編碼器設計.compute(kernel: "C7ColorVector4")

對外開放參數

• vector: 4維向量；

/// 四維向量顏色
public struct C7ColorVector4: C7FilterProtocol {
    
    public var vector: Vector4
    
    public var modifier: Modifier {
        return .compute(kernel: "C7ColorVector4")
    }
    
    public func setupSpecialFactors(for encoder: MTLCommandEncoder, index: Int) {
        guard let computeEncoder = encoder as? MTLComputeCommandEncoder else { return }
        var factor = vector.to_factor()
        computeEncoder.setBytes(&factor, length: Vector4.size, index: index + 1)
    }
    
    public init(vector: Vector4) {
        self.vector = vector
    }
}

• 着色器

對像素點顏色進行4維向量疊加運算inColor + half4(*vector)；

kernel void C7ColorVector4(texture2d<half, access::write> outputTexture [[texture(0)]],
                           texture2d<half, access::read> inputTexture [[texture(1)]],
                           constant float4 *vector [[buffer(0)]],
                           uint2 grid [[thread_position_in_grid]]) {
    const half4 inColor = inputTexture.read(grid);
    
    const half4 outColor = inColor + half4(*vector);
    
    outputTexture.write(outColor, grid);
}

4維向量

• 部分4維向量

extension Vector4 {
    public struct Color { }
}

extension Vector4.Color {
    
    /// 原始
    public static let origin = Vector4(values: [0.0, 0.0, 0.0, 0.0])
    
    /// 暖色，將rgb通道的顏色添加相應的紅/綠色值
    /// Warm color, add the color of the rgb channel to the corresponding red/green value.
    public static let warm = Vector4(values: [0.3, 0.3, 0.0, 0.0])
    
    /// 冷色，將rgb通道的顏色添加相應的藍色值
    /// Cold color, add the color of the rgb channel to the corresponding blue value.
    public static let cool_tone = Vector4(values: [0.0, 0.0, 0.3, 0.0])
}

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！！！

✌️.