在编程中有时候需要对图片做特殊的处理,比如将图片做出黑白的,或者老照片的效果,有时候还要对图片进行变换,以拉伸,扭曲等等。
这些效果在android中有很好的支持,通过颜色矩阵(ColorMatrix)和坐标变换矩阵(Matrix)可以完美的做出上面的所说的效果。
下面将分别介绍这两个矩阵的用法和相关的函数。
颜色矩阵
android中可以通过颜色矩阵(ColorMatrix类)方面的操作颜色,颜色矩阵是一个5x4 的矩阵(如图1.1)
可以用来方面的修改图片中RGBA各分量的值,颜色矩阵以一维数组的方式存储如下:
[ a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p, q, r, s, t ]
他通过RGBA四个通道来直接操作对应颜色,如果会使用Photoshop就会知道有时处理图片通过控制RGBA各颜色通道来做出特殊的效果。
这个矩阵对颜色的作用计算方式如1.3示:
矩阵的运算规则是矩阵A的一行乘以矩阵C的一列作为矩阵R的一行,
C矩阵是图片中包含的ARGB信息,R矩阵是用颜色矩阵应用于C之后的新的颜色分量,运算结果如下:
R' = a*R + b*G + c*B + d*A + e;
G' = f*R + g*G + h*B + i*A + j;
B' = k*R + l*G + m*B + n*A + o;
A' = p*R + q*G + r*B + s*A + t;
颜色矩阵并不是看上去那么深奥,其实需要使用的参数很少,而且很有规律第一行决定红色第二行决定绿色
第三行决定蓝色,第四行决定了透明度,第五列是颜色的偏移量。下面是一个实际中使用的颜色矩阵。
如果把这个矩阵作用于各颜色分量的话,R=A*C,计算后会发现,各个颜色分量实际上没有任何的改变(R'=R G'=G B'=B A'=A)。
图1.5所示矩阵计算后会发现红色分量增加100,绿色分量增加100,
这样的效果就是图片偏黄,因为红色和绿色混合后得到黄色,黄色增加了100,图片当然就偏黄了。
改变各颜色分量不仅可以通过修改第5列的颜色偏移量也可如上面矩阵所示将对应的颜色值乘以一个倍数,直接放大。
上图1.6是将绿色分量乘以2变为原来的2倍。相信读者至此已经明白了如何通过颜色矩阵来改变各颜色分量。
下面编写一段代码来,通过调整颜色矩阵来获得不同的颜色效果,JavaCode如下:
复制到剪贴板 Java代码
2 public class CMatrix extends Activity
{
3
4 private Button
change;
5 private EditText
[] et=new EditText[20];
6 private float []carray=new float[20];
7 private MyImage
sv;
8 @Override
9 public void onCreate(Bundle
savedInstanceState) {
10 super.onCreate(savedInstanceState);
11 setContentView(R.layout.main);
12
13 change=(Button)findViewById(R.id.set);
14 sv=(MyImage)findViewById(R.id.MyImage);
15
16 for(int i=0;i<20;i++){
17
18 et[i]=(EditText)findViewById(R.id.indexa+i);
19 carray[i]=Float.valueOf(et[i].getText().toString());
20 }
21
22 change.setOnClickListener(l);
23 }
24
25 private Button.OnClickListener
l=new Button.OnClickListener(){
26
27 @Override
28 public void onClick(View
arg0) {
29 // TODO
Auto-generated method stub
30 getValues();
31 sv.setValues(carray);
32 sv.invalidate();
33 }
34
35 };
36 public void getValues(){
37 for(int i=0;i<20;i++){
38
39 carray[i]=Float.valueOf(et[i].getText().toString());
40 }
41
42 }
43
44
45 }
46 MyImage类继承自View类:
47 public class MyImage extends View
{
48 private Paint
mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
49 private Bitmap
mBitmap;
50 private float []
array=new float[20];
51
52 private float mAngle;
53
54 public MyImage(Context
context,AttributeSet attrs) {
55 super(context,attrs);
56
57 mBitmap = BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(),
58 R.drawable.test);
59 invalidate();
60 }
61
62
63 public void setValues(float []
a){
64 for(int i=0;i<20;i++){
65 array[i]=a[i];
66 }
67
68 }
69
70 @Override protected void onDraw(Canvas
canvas) {
71 Paint paint = mPaint;
72
73
74
75 paint.setColorFilter(null);
76 canvas.drawBitmap(mBitmap, 0, 0,
paint);
77
78 ColorMatrix cm = new ColorMatrix();
79 //设置颜色矩阵
80 cm.set(array);
81 //颜色滤镜,将颜色矩阵应用于图片
82 paint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(cm));
83 //绘图
84 canvas.drawBitmap(mBitmap, 0, 0,
paint);
85 Log.i("CMatrix", "--------->onDraw");
86
87
88 }
89
90 }
CMatrix类主要负责接收颜色矩阵的设置和重绘,没有要说的。MyImage类中进行绘图工作,首先设置颜色矩阵cm.set(..)从一维数组中读取数据20个数据给颜色矩阵赋值,paint.setColorFilter(..)设置颜色滤镜,然后绘图,效果就出来了(这个过程和PS差不多)如下:
看到这里,相信大家对颜色矩阵的作用已经有了一个直观的感受,现在也可以尝试做一个照片特效的软件。
但是各种效果并不能让用户手动调节颜色矩阵,这里需要计算公式,由于本人并不是做图形软件的也不能提供,可以参考这个链接:
http://www.adobe.com/devnet/flash/articles/matrix_transformations/ColorMatrixDemo.swf
坐标变换矩阵
坐标变换矩阵是一个3*3的矩阵如图2.1,用来对图形进行坐标变化,将原来的坐标点转移到新的坐标点,
因为一个图片是有点阵和每一点上的颜色信息组成的,所以对坐标的变换,就是对每一点进行搬移形成新的图片。
具体的说图形的放大缩小,移动,旋转,透视,扭曲这些效果都可以用此矩阵来完成。
这个矩阵的作用是对坐标x,y进行变换计算结果如下:
x'=a*x+b*y+c
y'=d*x+e*y+f
通常情况下g=h=0,这样使1=0*x+0*y+1恒成立。和颜色矩阵一样,坐标变换矩阵真正使用的参数很少也很有规律。
上图就是一个坐标变换矩阵的简单例子,计算后发现x'=x+50,y'=y+50.
可见图片的每一点都在x和y方向上平移到了(50,50)点处,这种效果就是平移效果,将图片转移到了(50,50)处。
计算上面得矩阵x'=2*x,y‘=2*y.经过颜色矩阵和上面转移效果学习,相信读者可以明白这个矩阵的作用了,这个矩阵对图片进行了放大,具体的说是放大了二倍。
下面将介绍几种常用的变换矩阵:
1. 旋转
绕原点逆时针旋转θ度角的变换公式是 x' = xcosθ − ysinθ 与 y。' = xsinθ + ycosθ
2. 缩放
变换后长宽分别放大x'=scale*x;y'=scale*y.
3. 切变
4. 反射
( , )单位向量
5. 正投影
( , )单位向量
上面的各种效果也可以叠加在一起,既矩阵的组合变换,可以用矩阵乘法实现之,如:R=B(A*C)=(B*A)C,注意一点就是B*A和A*B一般是不等的。
下面将编一个小程序,通过控制坐标变换矩阵来达到控制图形的目的,JavaCode如下:
复制到剪贴板 Java代码
2
3public class CooMatrix extends Activity
{
4
5 private Button
change;
6 private EditText
[] et=new EditText[9];
7 private float []carray=new float[9];
8 private MyImage
sv;
9 /** Called
when the activity is first created. */
10 @Override
11 public void onCreate(Bundle
savedInstanceState) {
12 super.onCreate(savedInstanceState);
13 setContentView(R.layout.main);
14
15 change=(Button)findViewById(R.id.set);
16 sv=(MyImage)findViewById(R.id.MyImage);
17
18 for(int i=0;i<9;i++){
19
20 et[i]=(EditText)findViewById(R.id.indexa+i);
21 carray[i]=Float.valueOf(et[i].getText().toString());
22
23 }
24
25 change.setOnClickListener(l);
26
27
28 }