颜色矩阵ColorMatrix

Quibbler 4月前 163

颜色矩阵ColorMatrix


1、ColorMatrix

        颜色矩阵ColorMatrix是一个用来表示三原色和透明度的4x5的矩阵。


1.1、介绍

        将ColorMatrix表示为一个数组的形式如下:

    [ a, b, c, d, e,
    f, g, h, i, j,
    k, l, m, n, o,
    p, q, r, s, t ]

        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:

        从上述的公式可以看出,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


1.2、示例

        首先,在不改变初始矩阵的情况下,来看一下图片的效果:

    private ColorMatrix mColorMatrix;
    private Paint mPaint;
    private Bitmap oldBitmap;
    
    mColorMatrix = new ColorMatrix();
    mPaint = new Paint();
    
    // 设置画笔的颜色过滤器
    mPaint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(mColorMatrix));
    
    Log.d("TAG", Arrays.toString(mColorMatrix.getArray()));
    
    // 创建Bitmap
    oldBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.header);
    
    // 在画布上显示图片
    canvas.drawBitmap(oldBitmap,0,0,mPaint);
    
    // Log
    TAG: [1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0]

        重新建立一个矩阵,使用 set 方法来使用这个矩阵,改变图片的颜色:

    mColorMatrix.set(new float[]{
        1,0.5f,0,0,0
        ,0,1,0,0,0
        ,0,0,1,0,0
        ,0,0,0,1,0});


2、常用方法

        举例介绍ColorMatrix的常用方法。


2.1、旋转

        旋转方法

/**
* 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)


2.2、放缩

        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:

    /**
    * 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)


2.3、饱和度

        setSaturation(float sat)方法可以根据一定比例,整体的增加或者减少颜色的饱和度,当设置0时,表示灰度图片;当设置为1时,表示颜色不变化。

    /**
    * 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)

        灰度图片的去色原理:只要把 RGB 的三色通道的数值设置为一样,即 R=G=B,那么图像就变成了灰色,同时为了保证图像的亮度,需要使同一个通道中的 R+G+B 的结果接近1。

  • 在 matlab 中按照 0.2989 R,0.5870 G 和 0.1140 B 的比例构成像素灰度值

  • 在 OpenCV 中按照 0.299 R, 0.587 G 和 0.114 B 的比例构成像素灰度值

  • 在 Android 中按照0.213 R,0.715 G 和 0.072 B 的比例构成像素灰度值


2.4、矩阵相乘

        设置新的矩阵覆盖之前的内容,可以设置一个单独的矩阵,也可以设置两个矩阵的相乘。API如下:

    public void set(ColorMatrix src)
    public void set(float[] src)
    public void setConcat(ColorMatrix matA, ColorMatrix matB)

        此外,矩阵还有前乘方法:当前矩阵乘以输入的矩阵,相当于调用 setConcat(this, prematrix) 方法:

    // 逻辑上相当于调用setConcat(this, prematrix)
    public void preConcat(ColorMatrix prematrix) {
        setConcat(this, prematrix);
    }

        后乘方法,postConcat(prematrix) 方法相当于调用 setConcat(postmatrix, this)

    // 逻辑上相当于调用setConcat(postmatrix, this)
    public void postConcat(ColorMatrix postmatrix) {
        setConcat(postmatrix, this);
    }


        本文简单介绍了ColorMatrix 的原理和一些常用API方法,利用好使用巧妙可以达到很好的显示效果。比如之前界面实现全灰的效果中就用到了ColorMatrix


不忘初心的阿甘
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