关于滤镜开发
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本着兴趣与之前项目有一点小小涉及的原因，对移动端的滤镜相关开发有小小的研究，故将相关的内容整理出来，供大家一起交流。
首先我们要了解什么是滤镜？
滤镜最早出现在胶片相机时代，为了保护相机的传感器免受各种环境因素的影响，慢慢发展到后面则出现带各种效果的滤镜，我们常用的滤镜主要有9种，他们分别是：UV镜、偏振镜、中灰镜、中灰渐变镜、反向中灰渐变镜、彩色滤镜、近摄镜以及特殊效果滤镜。它们一般由玻璃（高端产品）、树脂和聚碳酸酯制成。
对于现在数字时代的图片，我们可以通过算法处理来达到以前镜片的效果，这个系列的文章就是对于整个移动端滤镜开发从0到1的过程。
对于滤镜相关开发，我相信大家第一印象就是在自定义View中ColorMatrix可以对图片进行一定的处理从而达到不同的效果，所以开篇就对ColorMatrix进行相关的介绍
一.矩阵
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首先我们得了解矩阵这个概念及相关的运算
(1).定义
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由 m × n 个数aij排成的m行n列的数表称为m行n列的矩阵，简称m × n矩阵。
图1 矩阵
(2).基本运算
图2 矩阵加法
图3 矩阵减法
图4 矩阵数乘
图5 矩阵乘法
二.Android颜色矩阵
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Android中的颜色矩阵是用来表示三原色和透明度的4×5的矩阵
[ a, b, c, d, e,
f, g, h, i, j,
k, l, m, n, o,
p, q, r, s, t ]
颜色矩阵的功能划分如下
- a, b, c, d, e 表示三原色中的红色
- f, g, h, i, j 表示三原色中的绿色
- k, l, m, n, o 表示三原色中的蓝色
- p, q, r, s, t 表示颜色的透明度
- 第五列用于表示颜色的偏移量
一个颜色则使用[R, G, B, A]的方式进行表示，所以矩阵与颜色的计算方式则为
图6 矩阵与颜色的计算方式
所以通过颜色矩阵我们会对原有的颜色进行改变
通过一个小的例子来实验一下
ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(new float[]{
0, 0, 0, 0, 0,
0, 1, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 1, 0,
});
canvas.drawBitmap(bitmap, null, new Rect(0, 0, getWidth()/2, getWidth()/2 * bitmap.getHeight() / bitmap.getWidth()), mPaint);
canvas.translate(getWidth()/2, 0);
mPaint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(colorMatrix));
canvas.drawBitmap(bitmap, null, new Rect(0, 0, getWidth()/2, getWidth()/2 * bitmap.getHeight() / bitmap.getWidth()), mPaint);
可以看到这边我们设置的颜色矩阵是仅仅保留绿色通道的，所以通过计算得到新的颜色为[0,G,0,A]
接下来看看最后的效果
图7 保留绿色通道效果图
三.颜色处理运算方式
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（1）setSaturation（设置饱和度）
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色彩的饱和度调整其实是对颜色矩阵的第五列进行调整
/**
* 设置矩阵颜色的饱和度
*
* sat 0表示灰度、1表示本身
*/
public void setSaturation(float sat)
ColorMatrix提供的setSaturation函数是对RGB的饱和度都进行调整
其中： 参数float sat：表示把当前色彩饱和度放大的倍数。取值为0表示完全无色彩，即灰度图像（黑白图像）；取值为1时，表示色彩不变动；当取值大于1时，显示色彩过度饱和
如图所示
图8 色彩饱和度设置为0
图9 色彩饱和度设置为5
（2）setScale (色彩缩放)
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/**
* rScale 表示红色的数值的缩放比例
* gScale 表示绿色的数值的缩放比例
* bScale 表示蓝色的数值的缩放比例
* aScale 表示透明度的数值的缩放比例
*/
public void setScale(float rScale, float gScale, float bScale,float aScale)
ColorMatrix的缩放方法，其实就是根据矩阵的运算规则，对R、G、B、A的数值分别进行缩放操作
图10 色彩缩放
像上面的最开始举的例子其实就是对色彩进行缩放，设置的是单色道的缩放
// 绿色通道
mColorMatrix.setScale(0,1,0,1);
当然也可以对每个色道进行修改
mColorMatrix.setScale(1.2f,1.5f,1.1f,1);
如图所示
图11 色彩缩放
（3）setRotate (色彩旋转)
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/**
* 用于色调的旋转运算
* axis=0 表示色调围绕红色进行旋转
* axis=1 表示色调围绕绿色进行旋转
* axis=2 表示色调围绕蓝色进行旋转
*/
public void setRotate(int axis, float degrees)
图12 三原色坐标系
1）围绕红色轴旋转
我们可以根据三原色来建立一个三维向量坐标系，当围绕红色旋转时，我们将红色虚化为一个点，绿色为横坐标，蓝色为纵坐标，旋转θ°。
图13 围绕红色轴旋转坐标系
根据平行四边形法则R、G、B、A各值计算结果:
mColorMatrix.setRotate(0,90);
图14 围绕红色轴旋转坐标系90度
2）围绕绿色轴旋转
绿色虚化为一个点，蓝色为横坐标轴，红色为纵坐标轴，旋转θ°。
图15 围绕绿色轴旋转坐标系
根据平行四边形法则R、G、B、A各值计算结果:
mColorMatrix.setRotate(1,90);
图16 围绕绿色轴旋转坐标系90度
3）围绕蓝色轴旋转
蓝色虚化为一个点，红色为横坐标轴，绿色为纵坐标轴，旋转θ°。
图17 围绕蓝色轴旋转坐标系
根据平行四边形法则R、G、B、A各值计算结果:
mColorMatrix.setRotate(2,90);
图18 围绕蓝色轴旋转坐标系90度
写在后面的话
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其实这一篇的ColorMatrix和我们整个的滤镜开发并没有太多的关联，所以这边也就简单的介绍一下了，毕竟用ColorMatrix来实现滤镜效果不能照顾到视频和相机相关，并且对于相对较复杂的滤镜也确实无能为力，所以后面会介绍更加给力的方法来实现滤镜效果,peace~~
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