Metal每日分享，调整胶片颗粒感滤镜效果

本案例的目的是理解如何用Metal实现调节胶片颗粒感滤镜，通过调整颗粒参数来调整晶粒尺寸来达到颗粒感效果；

---

Demo

• HarbethDemo地址

效果图

WX20221121-140945.png

实操代码

// 调节胶片颗粒感滤镜
let filter = C7Granularity.init(grain: 0.7)

// 方案1:
let dest = BoxxIO.init(element: originImage, filter: filter)
ImageView.image = try? dest.output()

dest.filters.forEach {
    NSLog("%@", "\($0.parameterDescription)")
}

// 方案2:
ImageView.image = try? originImage.make(filter: filter)

// 方案3:
ImageView.image = originImage ->> filter

实现原理

• 过滤器

这款滤镜采用并行计算编码器设计.compute(kernel: "C7Granularity")，参数因子[grain]

对外开放参数

• grain: 通过调整颗粒参数来调整晶粒尺寸，大小从0.0到0.5不等，其中0.0代表原始图像。

/// 调节胶片颗粒感
public struct C7Granularity: C7FilterProtocol {
    
    public static let range: ParameterRange = .init(min: 0.0, max: 0.5, value: 0.3)
    
    /// The grain size is adjusted by adjusting the grain parameter. The grain size ranges from 0.0 to 0.5,
    /// Where 0.0 represents the original image,
    public var grain: Float = range.value
    
    public var modifier: Modifier {
        return .compute(kernel: "C7Granularity")
    }
    
    public var factors: [Float] {
        return [grain]
    }
    
    public init(grain: Float = range.value) {
        self.grain = grain
    }
}

• 着色器

对坐标点归一化处理，计算出小数部分noise，最后对每个像素x颗粒度；

kernel void C7Granularity(texture2d outputTexture [[texture(0)]],
                          texture2d inputTexture [[texture(1)]],
                          constant float *grain [[buffer(0)]],
                          uint2 grid [[thread_position_in_grid]]) {
    const half4 inColor = inputTexture.read(grid);
    const float2 textureCoordinate = float2(float(grid.x) / outputTexture.get_width(), float(grid.y) / outputTexture.get_height());
    
    const float d = dot(textureCoordinate, float2(12.9898, 78.233) * 2.0);
    const half noise = half(fract(sin(d) * 43758.5453h));
    const half4 outColor = half4(inColor - noise * (*grain));
    
    outputTexture.write(outColor, grid);
}

Harbeth功能清单

• 支持ios系统和macOS系统
• 支持运算符函数式操作
• 支持多种模式数据源 UIImage, CIImage, CGImage, CMSampleBuffer, CVPixelBuffer.
• 支持快速设计滤镜
• 支持合并多种滤镜效果
• 支持输出源的快速扩展
• 支持相机采集特效
• 支持视频添加滤镜特效
• 支持矩阵卷积
• 支持使用系统 MetalPerformanceShaders.
• 支持兼容 CoreImage.
• 滤镜部分大致分为以下几个模块：
  • Blend：图像融合技术
  • Blur：模糊效果
  • Pixel：图像的基本像素颜色处理
  • Effect：效果处理
  • Lookup：查找表过滤器
  • Matrix: 矩阵卷积滤波器
  • Shape：图像形状大小相关
  • Visual: 视觉动态特效
  • MPS: 系统 MetalPerformanceShaders.

最后

• 关于调整胶片颗粒感滤镜介绍与设计到此为止吧。
• 慢慢再补充其他相关滤镜，喜欢就给我点个星吧。
• 滤镜Demo地址，目前包含100+种滤镜，同时也支持CoreImage混合使用。
• 再附上一个开发加速库KJCategoriesDemo地址
• 再附上一个网络基础库RxNetworksDemo地址
• 喜欢的老板们可以点个星，谢谢各位老板！！！

✌️.