ios - 如何使用 CGContext 获取像素的 RGB 值？

Question

我正在尝试通过更改像素来编辑图像。

我有以下代码:

    let imageRect = CGRectMake(0, 0, self.image.image!.size.width, self.image.image!.size.height)

    UIGraphicsBeginImageContext(self.image.image!.size)
    let context = UIGraphicsGetCurrentContext()

    CGContextSaveGState(context)
    CGContextDrawImage(context, imageRect, self.image.image!.CGImage)

    for x in 0...Int(self.image.image!.size.width) {
        for y in 0...Int(self.image.image!.size.height) {
            var red = 0
            if y % 2 == 0 {
                red = 255
            }

            CGContextSetRGBFillColor(context, CGFloat(red/255), 0.5, 0.5, 1)
            CGContextFillRect(context, CGRectMake(CGFloat(x), CGFloat(y), 1, 1))
        }
    }
    CGContextRestoreGState(context)
    self.image.image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()

我正在遍历所有像素并更改每个像素的值，然后将其转换回图像。我想要做的是以某种方式获取当前像素的值(在 y-for 循环中)并对这些数据做一些事情。我没有在互联网上找到任何关于这个特定问题的信息。

Answer 1

在幕后，UIGraphicsBeginImageContext 创建了一个 CGBitmapContext。您可以使用 CGBitmapContextGetData 访问上下文的像素存储。这种方法的问题是 UIGraphicsBeginImageContext 函数选择用于存储像素数据的字节顺序和颜色空间。这些选择(尤其是字节顺序)可能会在未来的 iOS 版本中(甚至在不同的设备上)发生变化。

因此，让我们直接使用 CGBitmapContextCreate 创建上下文，这样我们就可以确定字节顺序和颜色空间。

在我的 playground 中，我添加了一个名为 pic@2x.jpeg 的测试图像。

import XCPlayground
import UIKit

let image = UIImage(named: "pic.jpeg")!
XCPCaptureValue("image", value: image)

以下是我们创建位图上下文的方式，将图像比例考虑在内(您在问题中没有这样做):

let rowCount = Int(image.size.height * image.scale)
let columnCount = Int(image.size.width * image.scale)
let stride = 64 * ((columnCount * 4 + 63) / 64)
let context = CGBitmapContextCreate(nil, columnCount, rowCount, 8, stride,
    CGColorSpaceCreateDeviceRGB(),
    CGBitmapInfo.ByteOrder32Little.rawValue |
    CGImageAlphaInfo.PremultipliedLast.rawValue)

接下来，我们调整坐标系以匹配 UIGraphicsBeginImageContextWithOptions 的操作，以便我们可以正确且轻松地绘制图像:

CGContextTranslateCTM(context, 0, CGFloat(rowCount))
CGContextScaleCTM(context, image.scale, -image.scale)

UIGraphicsPushContext(context!)
image.drawAtPoint(CGPointZero)
UIGraphicsPopContext()

请注意，UIImage.drawAtPoint 考虑了 image.orientation。 CGContextDrawImage 没有。

现在让我们从上下文中获取指向原始像素数据的指针。如果我们定义一个结构来访问每个像素的各个组件，代码会更清晰:

struct Pixel {
    var a: UInt8
    var b: UInt8
    var g: UInt8
    var r: UInt8
}

let pixels = UnsafeMutablePointer<Pixel>(CGBitmapContextGetData(context))

请注意，Pixel 成员的顺序定义为匹配我在 CGBitmapContextCreate 的 bitmapInfo 参数中设置的特定位。

现在我们可以遍历像素了。请注意，我们使用上面计算的 rowCount 和 columnCount 来访问所有像素，而不考虑图像比例:

for y in 0 ..< rowCount {
    if y % 2 == 0 {
        for x in 0 ..< columnCount {
            let pixel = pixels.advancedBy(y * stride / sizeof(Pixel.self) + x)
            pixel.memory.r = 255
        }
    }
}

最后，我们从上下文中得到一张新图像:

let newImage = UIImage(CGImage: CGBitmapContextCreateImage(context)!, scale: image.scale, orientation: UIImageOrientation.Up)

XCPCaptureValue("newImage", value: newImage)

结果，在我的 playground 时间轴中:

最后，请注意，如果您的图片很大，逐个像素地处理可能会很慢。如果你能找到一种使用 Core Image 或 GPUImage 执行图像处理的方法，它会快得多。如果做不到这一点，使用 Objective-C 并手动对其进行矢量化(使用 NEON 内在函数)可能会提供很大的提升。