在 Swift 中为 UIImage 着色

Question

我正在尝试编写一个辅助函数，将颜色遮罩应用于给定图像。我的功能必须将图像的所有不透明像素设置为相同的颜色。

这是我目前所拥有的：

extension UIImage {

    func applyColorMask(color: UIColor, context: CIContext) -> UIImage {

        guard let cgImageInput = self.cgImage else {
            print("applyColorMask: \(self) has no cgImage attribute.")
            return self
        }

        // Throw away existing colors, and fill the non transparent pixels with the input color
        // s.r = dot(s, redVector), s.g = dot(s, greenVector), s.b = dot(s, blueVector), s.a = dot(s, alphaVector)
        // s = s + bias
        let colorFilter = CIFilter(name: "CIColorMatrix")!
        let ciColorInput = CIColor(cgColor: color.cgColor)
        colorFilter.setValue(CIVector(x: 0, y: 0, z: 0, w: 0), forKey: "inputRVector")
        colorFilter.setValue(CIVector(x: 0, y: 0, z: 0, w: 0), forKey: "inputGVector")
        colorFilter.setValue(CIVector(x: 0, y: 0, z: 0, w: 0), forKey: "inputBVector")
        colorFilter.setValue(CIVector(x: 0, y: 0, z: 0, w: 1), forKey: "inputAVector")
        colorFilter.setValue(CIVector(x: ciColorInput.red, y: ciColorInput.green, z: ciColorInput.blue, w: 0), forKey: "inputBiasVector")
        colorFilter.setValue(CIImage(cgImage: cgImageInput), forKey: kCIInputImageKey)

        if let cgImageOutput = context.createCGImage(colorFilter.outputImage!, from: colorFilter.outputImage!.extent) {
            return UIImage(cgImage: cgImageOutput)
        } else {
            print("applyColorMask: failed to apply filter to \(self)")
            return self
        }
    }
}

代码适用于黑白，但在应用更有趣的颜色时不是我所期望的。请参阅下面的原始图像和屏幕截图：边框和图像使用相同的颜色。虽然他们不同。我的功能做错了。我是否遗漏了过滤矩阵中的某些内容？

原图（中间有白点）：

从上到下：使用UIColor(1.0, 1.0, 1.0, 1.0) 过滤的图像插入到具有相同颜色边框的 UIImageView 中。然后与UIColor(0.6, 0.5, 0.4, 1.0) 相同。最后是UIColor(0.2, 0.5, 1.0, 1.0)

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编辑

运行Filterpedia 给了我同样的结果。那么我对 CIColorMatrix 过滤器的理解可能是错误的。 documentation 说：

此过滤器执行矩阵乘法，如下所示，以变换 颜色向量：

• s.r = dot(s, redVector)
• s.g = dot(s, greenVector)
• s.b = dot(s, blueVector)
• s.a = dot(s, alphaVector)
• s = s + 偏差

然后，假设我用 (0,0,0,0) 向量抛出所有 RGB 数据，然后传递 (0.5, 0, 0, 0) 中红色作为偏置向量；我希望我的图像将所有完全不透明的像素都设置为 (127, 0, 0)。下面的截图显示它稍微浅一些（红色=186）：

这是我想做的一些伪代码：

// image "im" is a vector of pixels
// pixel "p" is struct of rgba values
// color "col" is the input color or a struct of rgba values
for (p in im) {
    p.r = col.r
    p.g = col.g
    p.b = col.b
    // Nothing to do with the alpha channel
}

Answer 1

我终于按照@dfd 的建议写了一个 CIColorKernel，它运行良好：

class ColorFilter: CIFilter {

    var inputImage: CIImage?
    var inputColor: CIColor?

    let kernel: CIColorKernel = {
        let kernelString = "kernel vec4 colorize(__sample pixel, vec4 color)\n"
            + "{\n"
            + "    pixel.rgb = color.rgb;\n"
            + "    return pixel;\n"
            + "}\n"

        return CIColorKernel(source: kernelString)!
    }()

    override var outputImage: CIImage? {

        guard let inputImage = inputImage else {
            print("\(self) cannot produce output because no input image provided.")
            return nil
        }
        guard let inputColor = inputColor else {
            print("\(self) cannot produce output because no input color provided.")
            return nil
        }

        let inputs = [inputImage, inputColor] as [Any]
        return kernel.apply(extent: inputImage.extent, arguments: inputs)
    }
}

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总而言之，我首先使用的 CIColorMatrix 似乎不是线性的（使用偏置向量时）。给出红色 0,5（浮点数）值不会在 [0-255] 区间内输出红色 127 颜色的图像。

编写自定义过滤器是我的解决方案。

Answer 2

很高兴能帮上忙。如果可以的话，一件事。您可以将颜色发送到内核 - 它是 vec4，第四个值是 alpha 通道。请记住，CoreImage 使用 0-1，而不是 0-254。

这是内核代码：

kernel vec4 colorize(__sample pixel, vec4 color) {
    pixel.rgb = color.rgb;
    return pixel;
}

这和你的差不多。但是现在您需要做的就是创建一个CIColor 而不是图像。如果您已经有一个名为 inputColor 的 UIColor，请执行以下操作：

let ciColor = CIColor(color: inputColor)
var inputs = [inputImage, ciColor] as [Any]

几个仅供参考。

• 还有一个 vec3 可以使用，但由于您已经有一个 UIColor `vec4 看起来是最简单的方法。
• __sample 是正在处理的像素的值，因此它的“基本类型”实际上是 vec4。