Metal每日分享，调整灰度系数gamma滤镜效果

本案例的目的是理解如何用Metal实现灰度系数效果滤镜，输入像素rgb进行次方运算获取到新的rgb；

Demo

• HarbethDemo地址

实操代码

// 灰度系数滤镜
let filter = C7Gamma.init(gamma: 3.0)

// 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

效果对比图

• 不同参数下颜色混合效果

gamma: 1.0	gamma: 2.0	gamma: 3.0

实现原理

• 过滤器

这款滤镜采用并行计算编码器设计.compute(kernel: "C7Gamma")，参数因子[gamma]；

对外开放参数

• gamma: 调整后的伽马，从0到3.0，默认值为1.0；

/// 灰度系数
public struct C7Gamma: C7FilterProtocol {
    
    public static let range: ParameterRange<Float, Self> = .init(min: 0.0, max: 3.0, value: 1.0)
    
    /// The adjusted gamma, from 0 to 3.0, with a default of 1.0
    public var gamma: Float = range.value
    
    public var modifier: Modifier {
        return .compute(kernel: "C7Gamma")
    }
    
    public var factors: [Float] {
        return [gamma]
    }
    
    public init(gamma: Float = range.value) {
        self.gamma = gamma
    }
}

• 着色器

对输入像素rgb进行次方运算pow(inColor.rgb, half3(*gamma))，获取到新的rgb值；

kernel void C7Gamma(texture2d<half, access::write> outputTexture [[texture(0)]],
                    texture2d<half, access::read> inputTexture [[texture(1)]],
                    constant float *gamma [[buffer(0)]],
                    uint2 grid [[thread_position_in_grid]]) {
    const half4 inColor = inputTexture.read(grid);
    
    const half4 outColor = half4(pow(inColor.rgb, half3(*gamma)), inColor.a);
    
    outputTexture.write(outColor, grid);
}

Harbeth功能清单

• 支持ios系统和macOS系统
• 支持运算符函数式操作
• 支持多种模式数据源 UIImage, CIImage, CGImage, CMSampleBuffer, CVPixelBuffer.
• 支持快速设计滤镜
• 支持合并多种滤镜效果
• 支持输出源的快速扩展
• 支持相机采集特效
• 支持视频添加滤镜特效
• 支持矩阵卷积
• 支持使用系统 MetalPerformanceShaders.
• 支持兼容 CoreImage.
• 滤镜部分大致分为以下几个模块：
  • Blend：图像融合技术
  • Blur：模糊效果
  • Pixel：图像的基本像素颜色处理
  • Effect：效果处理
  • Lookup：查找表过滤器
  • Matrix: 矩阵卷积滤波器
  • Shape：图像形状大小相关
  • Visual: 视觉动态特效
  • MPS: 系统 MetalPerformanceShaders.

最后

• 慢慢再补充其他相关滤镜，喜欢就给我点个星🌟吧。
• 滤镜Demo地址，目前包含100+种滤镜，同时也支持CoreImage混合使用。
• 再附上一个开发加速库KJCategoriesDemo地址
• 再附上一个网络基础库RxNetworksDemo地址
• 喜欢的老板们可以点个星🌟，谢谢各位老板！！！

✌️.