Android使用RenderScript实现图片的高斯模糊效果

作者: 幸运儿云阳 | 来源:发表于2018-11-12 17:04 被阅读0次

首先来看一下什么是高斯模糊效果呢？

高斯模糊（英语：Gaussian Blur），也叫高斯平滑，是在Adobe Photoshop、GIMP以及Paint.NET等图像处理软件中广泛使用的处理效果，通常用它来减少图像噪声以及降低细节层次。这种模糊技术生成的图像，其视觉效果就像是经过一个半透明屏幕在观察图像，这与镜头焦外成像效果散景以及普通照明阴影中的效果都明显不同。高斯平滑也用于计算机视觉算法中的预先处理阶段，以增强图像在不同比例大小下的图像效果（参见尺度空间表示以及尺度空间实现）。从数学的角度来看，图像的高斯模糊过程就是图像与正态分布做卷积。由于正态分布又叫作高斯分布，所以这项技术就叫作高斯模糊。图像与圆形方框模糊做卷积将会生成更加精确的焦外成像效果。由于高斯函数的傅立叶变换是另外一个高斯函数，所以高斯模糊对于图像来说就是一个低通滤波器。

看完了对高斯模糊术语的介绍。下面来看一下如何使用Android来实现高斯模糊效果。

通过在网上资料查找，有以下4种方法可以实现：

RenderScript
Java算法
NDK算法
openGL

处理一整张图片这么大计算量的工作，openGL 的性能最好，而用 java 实现肯定是最差的了。而 RenderScrip t和 NDK 的性能相当。但是对我来说，NDK 和 openGL 我无可奈何，最终考虑，使用RenderScript 应该是最适合的。

但并不是说 RenderScript 就是完全没有问题的：

模糊半径(radius)越大，性能要求越高，模糊半径不能超过25，所以并不能得到模糊度非常高的图片。
ScriptIntrinsicBlur 在API 17时才被引入，如果需要在 Android 4.2 以下的设备上实现，就需要引入 RenderScript Support Library ，当然，安装包体积会相应的增大。

那么什么是RenderScript呢？

Google在API 11中引入了RenderScrip，一个强大的图片处理框架，帮助Android开发人员专注于图片处理算法而不是API的调度工作。使用RenderScript进行图片处理，还需要了解RenderScript Intrinsics，一些可以帮助RenderScript快速实现各种图片处理的操作类。比如ScriptIntrinsicBlur，可以简单高效地帮助我们实现高斯模糊效果。

那知道了什么是RenderScript，接下来我们就开始使用这个东东。

RenderScript 实现

首先在 app 目录下 build.gradle 文件中添加如下代码：

defaultConfig {
        ......
        testInstrumentationRunner "android.support.test.runner.AndroidJUnitRunner"

        // RenderScriptIntrinsics 提供了一些可以帮助我们快速实现各种图片处理的操作类，
        // 例如，ScriptIntrinsicBlur，可以简单高效实现 高斯模糊效果。
        renderscriptTargetApi 19
        renderscriptSupportModeEnabled true

    }

引入之后，开始编写RenderScriptBitmapBlur.java文件

import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.support.annotation.IntRange;
import android.support.annotation.NonNull;
import android.support.v8.renderscript.Allocation;
import android.support.v8.renderscript.Element;
import android.support.v8.renderscript.RenderScript;
import android.support.v8.renderscript.ScriptIntrinsicBlur;

/**
 * 作者    yunyang
 * 时间    2018/11/12 14:39
 * 文件    Demo
 * 描述   处理图片类——高斯模糊
 */
public class RenderScriptBitmapBlur {

    private RenderScript renderScript;

    public RenderScriptBitmapBlur(@NonNull Context context) {
        // 实例化一个新的渲染脚本
        this.renderScript = RenderScript.create(context);
    }

    public Bitmap getBlurBitmap(@IntRange(from = 1, to = 25) int radius, Bitmap original) {
        // 使用Renderscript和in/out位图创建分配(in/out)
        Allocation input = Allocation.createFromBitmap(renderScript, original);
        Allocation output = Allocation.createTyped(renderScript, input.getType());
        // 使用Renderscript创建一个固有的模糊脚本
        ScriptIntrinsicBlur scriptIntrinsicBlur = ScriptIntrinsicBlur.create(renderScript, Element.U8_4(renderScript));
        // 设置模糊半径:0 < radius <= 25
        scriptIntrinsicBlur.setRadius(radius);
        // 执行渲染脚本
        scriptIntrinsicBlur.setInput(input);
        scriptIntrinsicBlur.forEach(output);
        // 将out分配创建的最终位图复制到original
        output.copyTo(original);
        return original;
    }

}

注意：ScriptIntrinsicBlur的相关方法只支持API 17及以上版本的系统，为了兼容旧版本，Google供了support.v8包，在使用RenderScript和Intrinsics类时，引入v8包中的相关类即可：

import android.support.v8.renderscript.Allocation;
import android.support.v8.renderscript.Element;
import android.support.v8.renderscript.RenderScript;
import android.support.v8.renderscript.ScriptIntrinsicBlur;

然后就可以直接使用 RenderScriptBitmapBlur，滑动SeekBar 的值，实现不同程度的模糊了。

import android.content.DialogInterface;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AlertDialog;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.ImageView;
import android.widget.LinearLayout;
import android.widget.SeekBar;
import android.widget.TextView;

import com.maigu.yang.gaussianblur.helper.RenderScriptBitmapBlur;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private RenderScriptBitmapBlur mRenderScriptGaussianBlur;
    private ImageView container;
    private ImageView imageView;
    private SeekBar seekBar;
    private TextView text_Progress;
    private Button btn_start_dialog;
    private LinearLayout layout;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        initView();

        container.setVisibility(View.GONE);
        layout.setVisibility(View.VISIBLE);
        seekBar.setMax(25);
        seekBar.setOnSeekBarChangeListener(new SeekBar.OnSeekBarChangeListener() {
            @Override
            public void onProgressChanged(SeekBar seekBar, int progress, boolean fromUser) {
                text_Progress.setText(String.valueOf(progress));
            }

            @Override
            public void onStartTrackingTouch(SeekBar seekBar) {

            }

            @Override
            public void onStopTrackingTouch(SeekBar seekBar) {
                int radius = seekBar.getProgress();
                if (radius < 1) {
                    radius = 1;
                }
                Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.meizitu);
                imageView.setImageBitmap(mRenderScriptGaussianBlur.getBlurBitmap(radius, bitmap));
            }
        });

        btn_start_dialog.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                container.setVisibility(View.VISIBLE);
                layout.setDrawingCacheEnabled(true);
                layout.setDrawingCacheQuality(View.DRAWING_CACHE_QUALITY_LOW);
                Bitmap bitmap = layout.getDrawingCache();
                container.setImageBitmap(mRenderScriptGaussianBlur.getBlurBitmap(25, bitmap));
                layout.setVisibility(View.INVISIBLE);
                AlertDialog dialog = new AlertDialog.Builder(MainActivity.this).create();
                dialog.setMessage("弹出Dialog（启用高斯模糊）也可以自行弹出悬浮层");
                dialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_POSITIVE, "确定", new DialogInterface.OnClickListener() {
                    @Override
                    public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
                        dialog.dismiss();
                    }
                });
                dialog.setButton(DialogInterface.BUTTON_NEGATIVE, "取消", new DialogInterface.OnClickListener() {
                    @Override
                    public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
                        container.setVisibility(View.GONE);
                        layout.setVisibility(View.VISIBLE);
                    }
                });
                dialog.setOnCancelListener(new DialogInterface.OnCancelListener() {
                    @Override
                    public void onCancel(DialogInterface dialog) {
                        container.setVisibility(View.GONE);
                        layout.setVisibility(View.VISIBLE);
                    }
                });
                dialog.show();
            }
        });

    }

    private void initView() {
        container = (ImageView) findViewById(R.id.container);
        imageView = (ImageView) findViewById(R.id.imageView);
        seekBar = (SeekBar) findViewById(R.id.seekBar);
        text_Progress = (TextView) findViewById(R.id.text_Progress);
        btn_start_dialog = (Button) findViewById(R.id.btn_start_dialog);
        layout = (LinearLayout) findViewById(R.id.layout);

        mRenderScriptGaussianBlur = new RenderScriptBitmapBlur(this);

    }

}

然后是MainActivity.java文件中使用的布局文件activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<FrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:id="@+id/activity_main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

    <ImageView
        android:id="@+id/container"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:scaleType="centerCrop" />

    <LinearLayout
        android:id="@+id/layout"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:orientation="vertical">

        <ImageView
            android:id="@+id/imageView"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="180dp"
            android:scaleType="centerCrop"
            android:src="@drawable/meizitu" />

        <SeekBar
            android:id="@+id/seekBar"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_marginTop="16dp" />

        <TextView
            android:id="@+id/text_Progress"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:textAlignment="center" />

        <Button
            android:id="@+id/btn_start_dialog"
            android:layout_width="wrap_content"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:layout_gravity="center"
            android:layout_marginTop="16dp"
            android:text="弹出Dialog（启用高斯模糊）"
            android:textAllCaps="false"
            tools:ignore="HardcodedText" />

    </LinearLayout>

</FrameLayout>

meizitu.jpg

erqrq.jpg

通过滑动SeekBar 的值，对图片实现不同程度的模糊，或者点击弹出Dialog，实现对图片的模糊效果。

效果图如下所示：

blurone.gif

关于Android平台的图片模糊处理，在GitHub上有一些较为优秀的开源类库，如：

Blurry
500px-android-blur
等等等。。。

我一般常用的是Blurry，（链式调用，行云流水，很舒服）Blurry是一个简单的模糊库Android。
添加Module依赖

dependencies {
    implementation 'jp.wasabeef:blurry:2.1.1'
}

关于它的简单使用，

模糊图片/View

                // 模糊图片/View
                Blurry.with(BlurryActivity.this)
                        .radius(25)
                        .sampling(1)
                        .color(Color.argb(66, 0, 255, 255))
                        .async()
                        .capture(findViewById(R.id.right_top))
                        .into((ImageView) findViewById(R.id.right_top));

模糊ViewGroup

                // 模糊ViewGroup
                    Blurry.with(BlurryActivity.this)
                            .radius(25)
                            .sampling(2)
                            .async()
                            .animate(500)
                            .onto((ViewGroup) findViewById(R.id.content));

Blur Options 模糊选项
Radius 半径
Down Sampling 下采样
Color Filter 彩色滤光片
Asynchronous Support 异步支持
Animation (Overlay Only) 动画（仅覆盖）

直接上代码，简单使用Blurry。

BlurryActivity.文件

import android.graphics.Color;
import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.ViewGroup;
import android.widget.ImageView;

import jp.wasabeef.blurry.Blurry;

public class BlurryActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_blurry);

        findViewById(R.id.button).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {

                long startMs = System.currentTimeMillis();
                // 模糊图片/View
                Blurry.with(BlurryActivity.this)
                        .radius(25)
                        .sampling(1)
                        .color(Color.argb(66, 0, 255, 255))
                        .async()
                        .capture(findViewById(R.id.right_top))
                        .into((ImageView) findViewById(R.id.right_top));

                Blurry.with(BlurryActivity.this)
                        .radius(10)
                        .sampling(8)
                        .async()
                        .capture(findViewById(R.id.right_bottom))
                        .into((ImageView) findViewById(R.id.right_bottom));

                Blurry.with(BlurryActivity.this)
                        .radius(25)
                        .sampling(1)
                        .color(Color.argb(66, 255, 255, 0))
                        .async()
                        .capture(findViewById(R.id.left_bottom))
                        .into((ImageView) findViewById(R.id.left_bottom));

                Log.d(getString(R.string.app_name),
                        "TIME " + String.valueOf(System.currentTimeMillis() - startMs) + "ms");
            }
        });

        findViewById(R.id.button).setOnLongClickListener(new View.OnLongClickListener() {

            private boolean blurred = false;

            @Override
            public boolean onLongClick(View v) {
                if (blurred) {
                    Blurry.delete((ViewGroup) findViewById(R.id.content));
                } else {
                    long startMs = System.currentTimeMillis();
                    // 模糊ViewGroup
                    Blurry.with(BlurryActivity.this)
                            .radius(25)
                            .sampling(2)
                            .async()
                            .animate(500)
                            .onto((ViewGroup) findViewById(R.id.content));
                    Log.d(getString(R.string.app_name),
                            "TIME " + String.valueOf(System.currentTimeMillis() - startMs) + "ms");
                }

                blurred = !blurred;
                return true;
            }
        });
    }
}

BlurryActivity.文件的布局文件activity_blurry.xml

<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:id="@+id/content"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

    <View
        android:id="@+id/spacer"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_centerInParent="true" />

    <ImageView
        android:id="@+id/right_top"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_above="@id/spacer"
        android:layout_alignLeft="@id/spacer"
        android:contentDescription="@null"
        android:scaleType="centerCrop"
        android:src="@drawable/meizitutwo" />

    <ImageView
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_above="@id/spacer"
        android:layout_alignRight="@id/spacer"
        android:contentDescription="@null"
        android:scaleType="centerCrop"
        android:src="@drawable/meizitutwo" />

    <ImageView
        android:id="@+id/right_bottom"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_below="@id/spacer"
        android:layout_alignLeft="@id/spacer"
        android:contentDescription="@null"
        android:scaleType="centerCrop"
        android:src="@drawable/meizitutwo" />

    <ImageView
        android:id="@+id/left_bottom"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:layout_below="@id/spacer"
        android:layout_alignRight="@id/spacer"
        android:contentDescription="@null"
        android:scaleType="centerCrop"
        android:src="@drawable/meizitutwo" />

    <ImageView
        android:id="@+id/overlay"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"
        android:contentDescription="@null" />

    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_centerInParent="true"
        android:background="@null"
        android:elevation="10dp"
        android:text="@string/app_name"
        android:textColor="@color/colorAccent"
        android:textSize="88sp"
        android:textStyle="bold" />

</RelativeLayout>

meizitutwo.jpg

bb.jpg

点击BLURRY，实现四张妹子图不同的渲染模糊效果。

长按BLURRY实现屏幕内容区域模糊，在长按取消BLURRY屏幕内容区域模糊效果。

运行效果图预览：

blurtwo.gif

Android使用RenderScript实现图片的高斯模糊效果

RenderScript 实现

源代码下载

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