Swift3.1动画之Core Image

前言：Core Image是一个强大的框架，可让您轻松地将过滤器应用于图像。您可以获得各种各样的效果，如修改活力，色调或曝光。它可以使用CPU或GPU来处理图像数据，并且速度非常快 - 足以实现视频帧的实时处理！ 核心图像滤镜也可以链接在一起，以一次将多个效果应用于图像或视频帧。多个滤波器被组合成应用于图像的单个滤波器。与通过每个过滤器一次处理图像相比，这样做非常有效。

入门

在开始之前，让我们来讨论Core Image框架中的一些最重要的类： CIContext。核心图像的所有处理都以CIContext完成。这与Core Graphics或OpenGL上下文有些相似。 CIImage。该类保存图像数据。它可以从UIImage，从图像文件或从像素数据创建。 CIFilter。CIFilter类有一个字典，用于定义它所代表的特定过滤器的属性。过滤器的例子是振动，颜色反转，裁剪等等。

基本图像过滤

通过简单地运行您的图像CIFilter并在屏幕上显示图像来开始。每次想要将CIFilter应用于图像时，有4个步骤：

1、创建一个CIImage对象。CIImage有几种初始化方法，包括：CIImage（CIImage(contentsOf: )，CIImage（data :)，CIImage（CGImage :)，CIImage（bitmapData：bytesPerRow：size：format：colorSpace :)等几个。最常用的是用CIImage(contentsOf: ) 2、创建CIContext。CIContext可以是基于CPU或GPU的。CIContext初始化相对耗费资源，因此您可以重用它，而不是一遍又一遍地创建它。输出CIImage对象时，您将始终需要一个。 3、创建一个CIFilter。创建过滤器时，您可以配置依赖于您使用的过滤器的许多属性。 4、获取过滤器输出。过滤器为您提供输出图像作为CIImage - 您可以使用CIContext将其转换为UIImage，如下所示

  // 1
  let fileURL = Bundle.main.url(forResource: "beauty", withExtension: "jpg")
  // 2
  let beginImage = CIImage(contentsOf: fileURL!)
  // 3
  let filter = CIFilter (name: "CISepiaTone")
  filter?.setValue(beginImage, forKey: kCIInputImageKey)
  filter?.setValue(0.5, forKey: kCIInputIntensityKey)
  // 4
  let newImage = UIImage(ciImage: (filter?.outputImage)!)
  self.imageView.image = newImage;

我们先来看看这一节：

1、此行创建一个<code>NSURL</code>对象，该对象保存图像文件的路径。 2、接下来，使用<code>CIImage(contentsOf: )</code>构造函数创建您的CIImage。 3、接下来，您将创建您的<code>CIFilter</code>对象。<code>CIFilter</code>构造函数使用过滤器的名称，并指定该过滤器的键和值的字典。每个过滤器将有自己唯一的密钥和一组有效的值。所述<code>CISepiaTone</code>过滤器只需两个值:<code>KCIInputImageKey</code>（一个CIImage）和在0和1之间的<code>kCIInputIntensityKey</code> ，你给该值0.5。大多数过滤器具有默认值，如果没有提供值，将使用该值。一个例外是<code>CIImage</code>，这是必须提供的，因为没有默认。 4、将<code>CIImage</code>从过滤器中恢复与使用该<code>outputImage</code>属性一样简单。一旦输出<code>CIImage</code>，您将需要将其转换为<code>UIImage</code>。该<code>UIImage(ciImage:)</code>构造函数转换了<code>CIImage</code>到<code>UIImage</code>。一旦将其转换为<code>UIImage</code>，您只需将其显示在您之前添加的<code>imageView</code>中。

运行该项目，您将看到由深褐色滤镜过滤的图像。

置于上下文

在您继续了解之前，您应该了解一个优化。 我之前提到你需要一个CIContext应用CIFilter，但在上面的例子中没有提到这个对象。事实证明，<code>UIImage(ciImage:)code</code>构造函数为您做所有的工作。它创建CIContext并使用它来执行过滤图像的工作。这使得使用Core Image API非常简单。 有一个主要的缺点 - CIContext每次使用时都会创建一个新的。CIContext实例旨在可重用以提高性能。如果要使用滑块来更新过滤器值，就像在本教程中所做的那样，每次更改过滤器时都会创建一个新的CIContext将太慢了。 我们这样做是正确的。从viewDidLoad()添加的代码中删除步骤4 ，并将其替换为以下内容：

// 1
let context = CIContext(options:nil)

// 2
let cgimg = context.createCGImage(filter!.outputImage!, from: filter!.outputImage!.extent)

// 3
let newImage = UIImage(cgImage: cgimg!)
self.imageView.image = newImage;

再次，我们一起来看看这一节。 在这里，您设置CIContext对象并使用它来绘制CGImage。该CIContext(options:)构造采用指定的选项一个NSDictionary如色彩格式，或上下文是否应在CPU或GPU上运行。对于这个应用程序，默认值是好的，所以你传递为nil为该参数。 <code>createCGImage(outputImage:from:)</code>使用提供的CIImage在上下文中调用将返回一个新的CGImage实例。 接下来，您使用<code>UIImage(cgImage:)</code>构造函数从新创建的CGImage创建UIImage，而不是像以前一样直接从CIImage创建。注意，在完成它之后，不需要明确地释放CGImage，就像在Objective-C中一样。在Swift中，ARC可以自动释放Core Foundation对象。 构建和运行，并确保它像以前一样工作。 在这个例子中，自己处理CIContext的创建并没有太多的区别。但在下一节中，您将看到为什么这对于性能很重要，因为您实现了动态修改过滤器的功能！ 更改过滤器值

下面增加滑块，每次滑块更改时，都需要使用不同的值重做图像过滤器。但是，您不想重做整个过程，这将是非常低效的，并且需要太长时间。您将需要更改类中的一些内容，以便您可以保留在viewDidLoad方法中创建的一些对象。 如果为了重新使用CIContext，而每次重新创建它程序将运行非常缓慢。 添加一些实例变量才能完成此任务。将以下三个属性添加到ViewController类中：

var context: CIContext!
var filter: CIFilter!
var beginImage: CIImage!

更改代码，因此<code>viewDidLoad()</code>使用这些属性，而不是声明新的局部变量，如下所示：

beginImage = CIImage(contentsOf: fileURL!)

filter = CIFilter (name: "CISepiaTone")
filter?.setValue(beginImage, forKey: kCIInputImageKey)
filter?.setValue(0.5, forKey: kCIInputIntensityKey)

let outputImage = filter.outputImage
context = CIContext(options:nil)

let cgimg = context.createCGImage(filter!.outputImage!, from: filter!.outputImage!.extent)

实现changeValue方法。在CIFilter字典中改变<code>inputIntensity</code>值。 一旦你改变了这个值，你需要重复几个步骤：

1、从CIFilter获取输出CIImage。 2、将CIImage转换为CGImage。 3、将CGImage转换为UIImage，并将其显示在图像视图中。

将创建一个方法<code>amountSliderValueChanged（sender :)</code>：

@IBAction func amountSliderValueChange(_ sender: UISlider) {
    let sliderValue = sender.value
    
    filter.setValue(sliderValue, forKey: kCIInputIntensityKey)
    let outputImage = filter.outputImage
    
    let cgimg = context.createCGImage(outputImage!, from: outputImage!.extent)
    
    let newImage = UIImage(cgImage: cgimg!)
    self.imageView.image = newImage
}

Core Image变化

老相片效果

在这个Demo中，会得到一个更精致的老照片效果，完成与棕褐色，一点噪音和一些晕影

func oldPhoto (img: CIImage, withAmount intensity: Float) -> CIImage {
    //1 CISepiaTone 棕褐色调
    let sepia = CIFilter(name: "CISepiaTone")
    sepia?.setValue(img, forKey: kCIInputImageKey)
    sepia?.setValue(intensity, forKey: "inputIntensity")
    
    //2 设置一个过滤器，创建一个随机噪声模式
    let random = CIFilter(name: "CIRandomGenerator")
    
    //3 改变随机噪声发生器的输出
    let lighten = CIFilter(name:"CIColorControls")
    lighten?.setValue(random?.outputImage, forKey:kCIInputImageKey)
    lighten?.setValue(1 - intensity, forKey:"inputBrightness")
    lighten?.setValue(0, forKey:"inputSaturation")
    
    //4 cropping(to rect: CGRect)输出CIImage并将其作用到所提供的rect
    let croppedImage = lighten?.outputImage?.cropping(to: beginImage.extent)
    
    //5 将棕褐色滤镜的输出与CIRandomGenerator滤镜的输出相结合。
    let composite = CIFilter(name:"CIHardLightBlendMode")
    composite?.setValue(sepia?.outputImage, forKey:kCIInputImageKey)
    composite?.setValue(croppedImage, forKey:kCIInputBackgroundImageKey)
    
    //6 合成输出上运行晕影滤镜(vignette filter)，使照片的边缘变暗
    let vignette = CIFilter(name:"CIVignette")
    vignette?.setValue(composite?.outputImage, forKey:kCIInputImageKey)
    vignette?.setValue(intensity * 2, forKey:"inputIntensity")
    vignette?.setValue(intensity * 30, forKey:"inputRadius")
    
    //7 返回滤镜的输出
    return vignette!.outputImage!
}

效果图：

老照片.png

解析以上代码： 1、像在简单的场景中所做的一样，设置棕褐色滤镜。您在方法中传入浮点值以设置深色效果的强度。该值将由滑块提供。 2、设置一个过滤器，创建一个如下所示的随机噪声模式：

CIRandomGenerator 它不需要任何参数。您将使用这种噪音模式将纹理添加到最终的“旧照片”外观。 3、改变随机噪声发生器的输出。你想把它改成灰度，并减轻一点点，所以效果不那么戏剧化。您会注意到，输入图像键被设置为随机过滤器的outputImage属性。这是一个方便的方式来传递一个过滤器的输出作为下一个的输入。 4、 cropping(to rect: CGRect)输出CIImage并将其作用到所提供的rect。在这种情况下，您需要裁剪CIRandomGenerator过滤器的输出，因为它无限制地打砖块。如果您在某些时候没有裁剪，就会出现一个错误，表示过滤器具有“无限长度”。CIImages实际上并不包含图像数据，它们描述了创建它的“配方”。直到你在CIContext上调用一个方法来实际处理数据。 5、将棕褐色滤镜的输出与CIRandomGenerator滤镜的输出相结合。该过滤器执行与Photoshop图层中的“硬光”设置完全相同的操作。使用Core Image可以实现Photoshop中的大多数滤镜选项。 6、在此合成输出上运行晕影滤镜，使照片的边缘变暗。您正在使用滑块的值来设置此效果的半径和强度。 7、返回最后一个过滤器的输出。