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iOS——隐形水印的实现和『颜色加深』算法

iOS——隐形水印的实现和『颜色加深』算法

作者: _小迷糊_997 | 来源:发表于2019-05-30 21:24 被阅读33次

    原文作者:小鱼周凌宇
    原文地址:https://juejin.im/post/5cd17612f265da037a3d0183

    很多 APP 都在敏感页面有水印,主要为了应对舆情时可以追踪图片来源,一般在水印上都会有员工或用户 ID 和昵称。

    水印的用途总结有亮点:

    1. 追踪来源
    2. 威慑作用

    威慑作用是指当用户看到水印时,会自觉避免违法传舆行为。

    但是,当不需要威慑作用时,例如,为了保持应用或者图片的美观,显形的水印似乎不是那么必要,这时候可以考虑使用隐形水印。

    最近在同事在知乎上看到一种水印。

    如下图,表面似乎没有什么水印

    但通过 PS 的混色模式处理后,隐形水印就显示出来了

    具体处理方式是

    1. 在原图上图层添加全黑图层
    2. 全黑图层选择『颜色加深』

    到此为止,我对 PS 的算法产生了好奇,混色模式是常用工具,但是以前没有注意过公式。

    颜色加深混色模式

    PS 的混色模式,其实是底图和混色层的每个像素点,经过一系列计算后得到的结果层。

    翻阅了一系列资料后我发现,现有的公式都是不正确的,有些热门文章里也不对。而 PS 官方文档只对几种混色模式进行了介绍,而并没有给出公式。

    查看每个通道中的颜色信息,并通过增加二者之间的对比度使基色变暗以反映出混合色。与白色混合后不产生变化。

    helpx.adobe.com/cn/photosho…

    比较多的是这套公式(是有问题的):

    结果色 = 基色-[(255-基色)×(255-混合色)]/混合色

    公式中(255-基色)和(255-混合色)分别是基色和混合色的反相。

    1. 若混合色为0(黑色),(基色×混合色)为0,得到的数值为一相个负值,归为0,所以不论基色为何值均为0。
    2. 当混合色的色阶值是255(白色)时,混合色同基色。

    基本查到的算法公式都有一个致命问题,公式都标明了,任何颜色和黑色混色结果为黑色,这显然与上文中 PS 处理结果不符合。如果按照这套理论,整个图片都应该黑了。

    最后我试出来一个接近的方案是:

    1. 结果色 = 基色 —(基色反相×混合色反相)/ 混合色
    2. 如混色层为黑色,则认为 RGB 为 (255, 255, 255),即非常深的灰色

    这个公式可以基本实现 PS 中的颜色加深效果。可以将浅色变深,越浅越深

    隐形水印的实现

    添加水印

    首先介绍 iOS 中的基本图像处理方式:

    1. 获取图片的所有像素点
    2. 改变指针指向的像素信息
    + (UIImage *)addWatermark:(UIImage *)image
                         text:(NSString *)text {
        UIFont *font = [UIFont systemFontOfSize:32];
        NSDictionary *attributes = @{NSFontAttributeName: font,
                                     NSForegroundColorAttributeName: [UIColor colorWithRed:0
                                                                                     green:0
                                                                                      blue:0
                                                                                     alpha:0.01]};
        UIImage *newImage = [image copy];
        CGFloat x = 0.0;
        CGFloat y = 0.0;
        CGFloat idx0 = 0;
        CGFloat idx1 = 0;
        CGSize textSize = [text sizeWithAttributes:attributes];
        while (y < image.size.height) {
            y = (textSize.height * 2) * idx1;
            while (x < image.size.width) {
                @autoreleasepool {
                    x = (textSize.width * 2) * idx0;
                    newImage = [self addWatermark:newImage
                                             text:text
                                        textPoint:CGPointMake(x, y)
                                 attributedString:attributes];
                }
                idx0 ++;
            }
            x = 0;
            idx0 = 0;
            idx1 ++;
        }
        return newImage;
    }
    
    + (UIImage *)addWatermark:(UIImage *)image
                         text:(NSString *)text
                    textPoint:(CGPoint)point
             attributedString:(NSDictionary *)attributes {
    
        UIGraphicsBeginImageContext(image.size);
        [image drawInRect:CGRectMake(0,0, image.size.width, image.size.height)];
    
        CGSize textSize = [text sizeWithAttributes:attributes];
        [text drawInRect:CGRectMake(point.x, point.y, textSize.width, textSize.height) withAttributes:attributes];
    
        UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
        UIGraphicsEndImageContext();
    
        return newImage;
    }
    

    显示水印

    通过上文提到的公式,可以让水印显示。

    + (UIImage *)visibleWatermark:(UIImage *)image {
        // 1\. Get the raw pixels of the image
        // 定义 32位整形指针 *inputPixels
        UInt32 * inputPixels;
    
        //转换图片为CGImageRef,获取参数:长宽高,每个像素的字节数(4),每个R的比特数
        CGImageRef inputCGImage = [image CGImage];
        NSUInteger inputWidth = CGImageGetWidth(inputCGImage);
        NSUInteger inputHeight = CGImageGetHeight(inputCGImage);
        CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
    
        NSUInteger bytesPerPixel = 4;
        NSUInteger bitsPerComponent = 8;
    
        // 每行字节数
        NSUInteger inputBytesPerRow = bytesPerPixel * inputWidth;
    
        // 开辟内存区域,指向首像素地址
        inputPixels = (UInt32 *)calloc(inputHeight * inputWidth, sizeof(UInt32));
    
        // 根据指针,前面的参数,创建像素层
        CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(inputPixels, inputWidth, inputHeight,
                                                     bitsPerComponent, inputBytesPerRow, colorSpace,
                                                     kCGImageAlphaPremultipliedLast | kCGBitmapByteOrder32Big);
        //根据目前像素在界面绘制图像
        CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, inputWidth, inputHeight), inputCGImage);
    
        // 像素处理
        for (int j = 0; j < inputHeight; j++) {
            for (int i = 0; i < inputWidth; i++) {
                @autoreleasepool {
                    UInt32 *currentPixel = inputPixels + (j * inputWidth) + i;
                    UInt32 color = *currentPixel;
                    UInt32 thisR,thisG,thisB,thisA;
                    // 这里直接移位获得RBGA的值,以及输出写的非常好!
                    thisR = R(color);
                    thisG = G(color);
                    thisB = B(color);
                    thisA = A(color);
    
                    UInt32 newR,newG,newB;
                    newR = [self mixedCalculation:thisR];
                    newG = [self mixedCalculation:thisG];
                    newB = [self mixedCalculation:thisB];
    
                    *currentPixel = RGBAMake(newR,
                                             newG,
                                             newB,
                                             thisA);
                }
            }
        }
        //创建新图
        // 4\. Create a new UIImage
        CGImageRef newCGImage = CGBitmapContextCreateImage(context);
        UIImage * processedImage = [UIImage imageWithCGImage:newCGImage];
        //释放
        // 5\. Cleanup!
        CGColorSpaceRelease(colorSpace);
        CGContextRelease(context);
        free(inputPixels);
    
        return processedImage;
    }
    
    + (int)mixedCalculation:(int)originValue {
        // 结果色 = 基色 —(基色反相×混合色反相)/ 混合色
        int mixValue = 1;
        int resultValue = 0;
        if (mixValue == 0) {
            resultValue = 0;
        } else {
            resultValue = originValue - (255 - originValue) * (255 - mixValue) / mixValue;
        }
        if (resultValue < 0) {
            resultValue = 0;
        }
        return resultValue;
    }
    

    代码和开源库

    为了方便使用,写了一个开源库,封装的很实用,附带 DEMO

    image

    <figcaption></figcaption>

    ZLYInvisibleWatermark

    </article>

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