在Android的開發(fā)中，我們少不了對(duì)圖片進(jìn)行處理，其中最常使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是位圖Bitmap，它包含了一張圖片的所有數(shù)據(jù)。

既然是位圖那它就是由一個(gè)個(gè)像素點(diǎn)組成的。每一個(gè)像素點(diǎn)都會(huì)有其對(duì)應(yīng)的顏色值——ARGB，分別對(duì)應(yīng)透明度、紅、綠、藍(lán)這四個(gè)分量。它們共同決定了每個(gè)像素點(diǎn)顯示的顏色。

色彩矩陣概念

在Android中圖片是以RGBA像素點(diǎn)的形式加載到內(nèi)存中的，修改這些像素信息需要一個(gè)叫做ColorMatrix類的支持。ColorMatrix就是Android系統(tǒng)使用的色彩矩陣。

Android中的顏色矩陣是一個(gè)4×5的數(shù)字矩陣：

在Android中他會(huì)以一維數(shù)組的形式來(lái)存儲(chǔ)：（float[]類型）

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

一般我們?yōu)榱丝勺x性，我們會(huì)寫得好看些：

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

那這個(gè)矩陣該怎么使用呢？其實(shí)就是使用矩陣乘法運(yùn)算。

這里有一個(gè)色彩矩陣分量C，代表著我們要進(jìn)行色彩變化的原色彩。

矩陣R則代表通過矩陣乘法運(yùn)算AC而得到的新的顏色。

通過矩陣乘法可知：

通過這個(gè)公式我們就可以得出我們的色彩矩陣A的意義：

• 第一行的abcde值用來(lái)決定新的顏色值中的R
• 第二行的fghij值用來(lái)決定新的顏色值中的G
• 第三行的klmno值用來(lái)決定新的顏色值中的B
• 第四行的pqrdt值用來(lái)決定新的顏色值中的A
• 其中第五列ejot值分別用來(lái)決定每個(gè)分量重的offset，即偏移量

Android中我們可以通過如下語(yǔ)句來(lái)創(chuàng)建我們的色彩矩陣：

ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix();

這個(gè)語(yǔ)句會(huì)創(chuàng)建一個(gè)初始矩陣A，即：

跟這個(gè)矩陣相乘的顏色分量是不會(huì)改變的，即

之前說(shuō)了矩陣是通過一維數(shù)組的形式來(lái)存儲(chǔ)的，所以我們也可以通過如下語(yǔ)句創(chuàng)建我們想要的色彩矩陣：

ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(new float[]{  
        0.5F, 0, 0, 0, 0,  
        , 0.5F, 0, 0, 0,  
        , 0, 0.5F, 0, 0,  
        , 0, 0, 1, 0,  
});  

我們也可以使用如下語(yǔ)句將我們的矩陣變成數(shù)組形式：

float colorMatrixArray[] = colorMatrix.getArray();

色彩矩陣的基礎(chǔ)就講到這，下面我們來(lái)看怎么使用色彩矩陣改變顏色值吧。

用色彩矩陣改變顏色值

使用色彩矩陣改變顏色值一般有三種方法：
1. 直接改變色彩矩陣的offset偏移量
2. 直接改變對(duì)應(yīng)RGBA值的系數(shù)
3. 使用封裝好的API來(lái)改變參數(shù)

改變偏移量

當(dāng)我們改變矩陣A的R、G所對(duì)應(yīng)的偏移量：

這樣最后處理的結(jié)果就會(huì)使紅色綠色分量增加100。我們知道，紅色混合綠色會(huì)得到黃色，所以最后處理結(jié)果就是讓整個(gè)圖像的色調(diào)偏黃

改變顏色系數(shù)

在上面這個(gè)矩陣中，改變了G分量所對(duì)應(yīng)的系數(shù)g，這樣在矩陣運(yùn)算后G分量會(huì)變?yōu)橐郧暗膬杀?，最終效果就是圖像的色調(diào)更加偏綠。

使用封裝好的API

圖像的色調(diào)、飽和度、亮度這三個(gè)屬性在圖像處理中使用的非常多。

谷歌官方提供了一些API來(lái)供我們快速調(diào)整這些參數(shù)：

• 色調(diào)

  setRotate(int axis, float degrees)用來(lái)幫我們?cè)O(shè)置色調(diào)

• 飽和度

  setSaturation(float sat)用來(lái)設(shè)置顏色的飽和度

• 亮度

  setScale(float rScale, float gScale, float bScale, float aScale)用來(lái)調(diào)整亮度

具體的使用方法還是去查手冊(cè)吧，因?yàn)檫@些顏色的玩意我自己也不是很懂=。=

色彩矩陣的使用

其實(shí)說(shuō)白了，色彩矩陣就是用來(lái)改變顏色的。

但是有人會(huì)問，改變顏色我們直接setColor不就行了，哪用這么麻煩。是的，如果我們只是改變純色的圖片確實(shí)使用setColor會(huì)方便得多，但是我們要改變一張照片的顏色呢？setColor明顯就行不通了。

下面我們結(jié)合具體的例子來(lái)演示一下色彩矩陣的使用方法。

如果我們想整體的改變一張圖像的顏色，不可能對(duì)這張圖像的每一個(gè)像素點(diǎn)分別與色彩矩陣相乘，谷歌官方肯定有幫我們封裝好可用的API。

這時(shí)候就要請(qǐng)出我們的“畫筆”Paint了。

Paint有一個(gè)方法：

setColorFilter(ColorFilter filter)

直譯就是“設(shè)置顏色過濾”。我們需要傳入一個(gè)ColorFilter。

這個(gè)ColorFilter跟進(jìn)源碼查看發(fā)現(xiàn)沒有和圖像處理相關(guān)的方法，但是它有三個(gè)子類：ColorMatrixColorFilter, LightingColorFilter, PorterDuffColorFilter

可以看到我們的ColorMatrix出現(xiàn)了，所以這個(gè)ColorMatrixColorFilter就是我們要使用的子類。

好吧，廢話不多說(shuō)，我們直接寫一個(gè)小demo，這個(gè)demo是一個(gè)自定義的view，這個(gè)view中只顯示一張照片：

public class MyColorMatrix extends View {
    private Paint mPaint;// 畫筆
    private Bitmap bitmap;// 位圖
    public MyColorMatrix(Context context) {
        this(context, null);
    }
    public MyColorMatrix(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        // 初始化畫筆
        mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
        // 獲取位圖
        bitmap = BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(), R.drawable.photo);
    }
    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        // 繪制位圖
        canvas.drawBitmap(bitmap, , 0, mPaint);
    }
}

效果如下：

此時(shí)使用我們的setColorFilter進(jìn)行色彩的改變

public class MyColorMatrix extends View {
    private Paint mPaint;// 畫筆
    private Bitmap bitmap;// 位圖
    public MyColorMatrix(Context context) {
        this(context, null);
    }
    public MyColorMatrix(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        // 初始化畫筆
        mPaint = new Paint(Paint.ANTI_ALIAS_FLAG);
        // 生成色彩矩陣
        ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(new float[]{
                , 0, 0, 0, 0,
                , 2F, 0, 0, 0,
                , 0, 1, 0, 0,
                , 0, 0, 1, 0,
        });
        mPaint.setColorFilter(new ColorMatrixColorFilter(colorMatrix));
        // 獲取位圖
        bitmap = BitmapFactory.decodeResource(context.getResources(), R.drawable.photo);
    }
    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {
        super.onDraw(canvas);
        // 繪制位圖
        canvas.drawBitmap(bitmap, , 0, mPaint);
    }
}

這里我們的矩陣用的是

 ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(new float[]{
                , 0, 0, 0, 0,
                , 2F, 0, 0, 0,
                , 0, 1, 0, 0,
                , 0, 0, 1, 0,
        });

效果如下：

因?yàn)槲覀兏淖兞祟伾禂?shù)，所以會(huì)使圖片偏綠。

好了，這就是色彩矩陣的使用方法。但是很明顯的，對(duì)于不是美術(shù)出身的我們，想要實(shí)現(xiàn)某種圖片效果我們也不知道怎么改這個(gè)色彩矩陣?。吭趺崔k？

其實(shí)這不用擔(dān)心，這個(gè)早有大神做好了研究，我們直接拿來(lái)用即可。

常用圖像色彩矩陣處理效果

研究圖像色彩處理的人，正是研究如何通過某種算法，將對(duì)應(yīng)的顏色矩陣值作用到原圖像上，從而形成新的色彩風(fēng)格的圖像。下面我就例舉一些比較常用的色彩處理效果：

灰度效果

色彩矩陣：

ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(new float[]{
                0.33F, 0.59F, 0.11F, 0, 0,
                0.33F, 0.59F, 0.11F, 0, 0,
                0.33F, 0.59F, 0.11F, 0, 0,
                , 0, 0, 1, 0,
        });

效果如下：

圖像反轉(zhuǎn)

色彩矩陣：

ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(new float[]{
                -, 0, 0, 1, 1,
                , -1, 0, 1, 1,
                , 0, -1, 1, 1,
                , 0, 0, 1, 0,
        });

懷舊效果

ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(new float[]{
                0.393F, 0.769F, 0.189F, 0, 0,
                0.349F, 0.686F, 0.168F, 0, 0,
                0.272F, 0.534F, 0.131F, 0, 0,
                , 0, 0, 1, 0,
        });

去色效果

ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(new float[]{
                1.5F, 1.5F, 1.5F, 0, -1,
                1.5F, 1.5F, 1.5F, 0, -1,
                1.5F, 1.5F, 1.5F, 0, -1,
                , 0, 0, 1, 0,
        });

高飽和度

ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix(new float[]{
                1.438F, -0.122F, -0.016F, 0, -0.03F,
                -0.062F, 1.378F, -0.016F, 0, 0.05F,
                -0.062F, -0.122F, 1.483F, 0, -0.02F,
                , 0, 0, 1, 0,
        });

以上就是常用的圖像處理的色彩矩陣。

關(guān)于色彩矩陣的知識(shí)也大致講完了，如果有什么不正確的地方歡迎指出。