GPUImage美白效果

GPUImage美白效果

原理部分来自网络前辈的文档, 各位可以参考 袁峥的微博

美颜原理

采集视频 => 获取每一帧图片 => 滤镜处理 => GPUImageView展示

image.png

美颜基本概念

GPU：（Graphic Processor Unit图形处理单元）手机或者电脑用于图像处理和渲染的硬件

GPU工作原理：采集数据-> 存入主内存(RAM) -> CPU(计算处理) -> 存入显存(VRAM) -> GPU(完成图像渲染) -> 帧缓冲区 -> 显示器

image.png

OpenGL ES：（Open Graphics Library For Embedded(嵌入的) Systems 开源嵌入式系统图形处理框架），一套图形与硬件接口，用于把处理好的图片显示到屏幕上。

GPUImage:是一个基于OpenGL ES 2.0图像和视频处理的开源iOS框架，提供各种各样的图像处理滤镜，并且支持照相机和摄像机的实时滤镜，内置120多种滤镜效果，并且能够自定义图像滤镜。

滤镜处理的原理:就是把静态图片或者视频的每一帧进行图形变换再显示出来。它的本质就是像素点的坐标和颜色变化

GPUImage处理画面原理

GPUImage采用链式方式来处理画面,通过addTarget:方法为链条添加每个环节的对象，处理完一个target,就会把上一个环节处理好的图像数据传递下一个target去处理，称为GPUImage处理链
例如:

   // 4, 给输入资源对象添加过滤器
 [self.imagePicture addTarget:self.filter1];
   // 5, 过滤器关联GPUImageview,用于展示
 [self.filter1 addTarget:self.gpuImageView];

一般的target可分为两类:

1. 中间环节的target, 一般是各种filter, 是GPUImageFilter或者是子类.
2. 最终环节的target, GPUImageView：用于显示到屏幕上, 或者GPUImageMovieWriter：写成视频文件

GPUImage处理主要分为3个环节

• source(视频、图片源) -> filter（滤镜） -> final target (处理后视频、图片)
  GPUImaged的Source:都继承GPUImageOutput的子类，作为GPUImage的数据源

1. GPUImageVideoCamera：用于实时拍摄视频
2. GPUImageStillCamera：用于实时拍摄照片
3. GPUImagePicture：用于处理已经拍摄好的图片，比如png,jpg图片
4. GPUImageMovie：用于处理已经拍摄好的视频,比如mp4文件

• GPUImage的filter:GPUimageFilter类或者子类，这个类继承自GPUImageOutput,并且遵守GPUImageInput协议，这样既能流进，又能流出，就好比我们的墨镜，光线通过墨镜的处理，最终进入我们眼睛

• GPUImage的final target:GPUImageView,GPUImageMovieWriter就好比我们眼睛，最终输入目标

image.png

           GPUImage处理原理

美颜用到的两个类

1. 磨皮(GPUImageBilateralFilter)：本质就是让像素点模糊，可以使用高斯模糊，但是可能导致边缘会不清晰，用双边滤波(Bilateral Filter) ，有针对性的模糊像素点，能保证边缘不被模糊。
2. 美白(GPUImageBrightnessFilter)：本质就是提高亮度

综合实例
用到的属性

@property(nonatomic,strong) GPUImageVideoCamera *videoCamera;  // 相机
@property(nonatomic,strong) GPUImageBilateralFilter *bilateralFilter;  // 双边模糊
@property(nonatomic,strong) GPUImageBrightnessFilter *brightnessFilter;  // 亮度
@property (nonatomic, weak) GPUImageView *captureVideoPreview;

3种方式实现图片的美白效果

#pragma mark 不加滤镜组合
-(void)test1
{
    //1,  创建源文件-- 直接匹配最高的分辨率
    GPUImageVideoCamera *videoCamera = [[GPUImageVideoCamera alloc] initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHigh cameraPosition:AVCaptureDevicePositionFront];
    videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;  // 方向
    
    self.videoCamera = videoCamera;
    //2,  创建滤镜
    // 磨皮滤镜-- 双边模糊-- GPUImageBilateralFilter
    GPUImageBilateralFilter *bilateralFilter = [[GPUImageBilateralFilter alloc]init];
    bilateralFilter.distanceNormalizationFactor = 8;  // 模糊度数值越大越不模糊,默认值是8大于1
    // 美白滤镜-- 亮度 亮度：调整亮度（-1.0 - 1.0，默认为0.0）
    GPUImageBrightnessFilter *brightnessFilter = [[GPUImageBrightnessFilter alloc] init];
    brightnessFilter.brightness = 0.0;
    
    //3,  创建输出(1, 显示,2推流)
    GPUImageView *gpuiamgeView = [[GPUImageView alloc] initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];
    [self.view addSubview:gpuiamgeView];
    
    //4 设置处理链
    [videoCamera addTarget:bilateralFilter];
    [bilateralFilter addTarget:brightnessFilter];
    [brightnessFilter addTarget:gpuiamgeView];
    
    // 5 开始获取录制
    [self.videoCamera startCameraCapture];
    
}

滤镜组合

#pragma mark 滤镜组合
-(void)test2
{
    // 创建视频源
    // SessionPreset:屏幕分辨率，AVCaptureSessionPresetHigh会自适应高分辨率
    // cameraPosition:摄像头方向
    GPUImageVideoCamera *videoCamera = [[GPUImageVideoCamera alloc] initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHigh cameraPosition:AVCaptureDevicePositionFront];
    videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;
    _videoCamera = videoCamera;
    
    // 创建最终预览View
    GPUImageView *captureVideoPreview = [[GPUImageView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];
    [self.view insertSubview:captureVideoPreview atIndex:0];
    
    // 创建滤镜：磨皮，美白，组合滤镜
    GPUImageFilterGroup *groupFilter = [[GPUImageFilterGroup alloc] init];
    
    // 磨皮滤镜
    GPUImageBilateralFilter *bilateralFilter = [[GPUImageBilateralFilter alloc] init];
    [groupFilter addTarget:bilateralFilter];
    _bilateralFilter = bilateralFilter;
    
    // 美白滤镜
    GPUImageBrightnessFilter *brightnessFilter = [[GPUImageBrightnessFilter alloc] init];
    [groupFilter addTarget:brightnessFilter];
    _brightnessFilter = brightnessFilter;
    
    // 设置滤镜组链
    [bilateralFilter addTarget:brightnessFilter];
    [groupFilter setInitialFilters:@[bilateralFilter]];
    groupFilter.terminalFilter = brightnessFilter;
    
    // 设置GPUImage响应链，从数据源 => 滤镜 => 最终界面效果
    [videoCamera addTarget:groupFilter];
    [groupFilter addTarget:captureVideoPreview];
    
    // 必须调用startCameraCapture，底层才会把采集到的视频源，渲染到GPUImageView中，就能显示了。
    // 开始采集视频
    [videoCamera startCameraCapture];
    
}

以上两个方法中改变美颜的参数

- (IBAction)bilateralFilter:(UISlider *)sender
{
    // 值越小，磨皮效果越好
    CGFloat maxValue = 10;
    [_bilateralFilter setDistanceNormalizationFactor:(maxValue - sender.value)];
}

- (IBAction)brightnessFilter:(UISlider *)sender
{
    _brightnessFilter.brightness = sender.value;
}

第三方

#import "GPUImageBeautifyFilter.h"
-(void)test3
{
    GPUImageVideoCamera *videoCamera = [[GPUImageVideoCamera alloc] initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHigh cameraPosition:AVCaptureDevicePositionFront];
    videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;
    _videoCamera = videoCamera;
    
    // 创建最终预览View
    GPUImageView *captureVideoPreview = [[GPUImageView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];
    [self.view insertSubview:captureVideoPreview atIndex:0];
    _captureVideoPreview = captureVideoPreview;
    
    // 设置处理链
    [_videoCamera addTarget:_captureVideoPreview];
    
    // 必须调用startCameraCapture，底层才会把采集到的视频源，渲染到GPUImageView中，就能显示了。
    // 开始采集视频
    [videoCamera startCameraCapture];
}

- (IBAction)beautifulSDK:(UISwitch *)sender
{
    // 切换美颜效果原理：移除之前所有处理链，重新设置处理链
    if (sender.on)
    {
        // 移除之前所有处理链
        [_videoCamera removeAllTargets];
        // 创建美颜滤镜
        GPUImageBeautifyFilter *beautifyFilter = [[GPUImageBeautifyFilter alloc] init];
        // 设置GPUImage处理链，从数据源 => 滤镜 => 最终界面效果
        [_videoCamera addTarget:beautifyFilter];
        [beautifyFilter addTarget:_captureVideoPreview];
    }
    else
    {
        // 移除之前所有处理链
        [_videoCamera removeAllTargets];
        [_videoCamera addTarget:_captureVideoPreview];
    }
}