GPUImage学习总结

GPUImage是iOS上一个基于OpenGL进行图像处理的开源框架，内置大量滤镜，架构灵活，可以在其基础上很轻松地实现各种图像处理功能。

GPUImgae特性

1，丰富的输入组件

摄像头、图片、视频、OpenGL纹理、二进制数据、UIElement(UIView, CALayer)

2，大量现成的内置滤镜（4大类）

1). 颜色类（亮度、色度、饱和度、对比度、曲线、白平衡...）

2). 图像类（仿射变换、裁剪、高斯模糊、毛玻璃效果...）

3). 颜色混合类（差异混合、alpha混合、遮罩混合...）

4). 效果类（像素化、素描效果、压花效果、球形玻璃效果...）

3，丰富的输出组件

UIView、视频文件、GPU纹理、二进制数据

4，灵活的滤镜链

滤镜效果之间可以相互串联、并联，调用管理相当灵活。

5，接口易用

滤镜和OpenGL资源的创建及使用都做了统一的封装，简单易用，并且内置了一个cache模块实现了framebuffer的复用。

6，线程管理

OpenGLContext不是多线程安全的，GPUImage创建了专门的contextQueue，所有的滤镜都会扔到统一的线程中处理。

7，轻松实现自定义滤镜效果

继承GPUImageFilter自动获得上面全部特性，无需关注上下文的环境搭建，专注于效果的核心算法实现即可。

滤镜基本原理

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。

图像处理流程

数据源需要实现GPUImageOutput接口，而后续各个环节（包括最后处理输出结果）的对象都要实现GPUImageInput接口。每个处理环节都是从上一个环节获取图像数据，进行处理后再将结果传递给下一个。下游的处理对象称为上一步的target。使用addTarget:方法为处理链路添加每个环节的对象。一个常见的链条如下：数据源（例如GPUImageVideoCamera或者GPUImageMovie，或GPUImageStillCamera，或GPUImagePicture

）->各类filter->GPUImageView如果需要将结果输出到文件，只要把上述流程中最末的GPUImageView改为一个GPUImageMovieWriter即可。

几个概念

+ output为输出源

+ input为输入源

+ filter为滤镜

四大输入基础类

+ GPUImageVideoCamera 摄像头-视频流

+ GPUImageStillCamera 摄像头-照相

+ GPUImagePicture 图片

+ GPUImageMovie 视频

框架概览

各滤镜类介绍

#import <Foundation/Foundation.h>

#import "GPUImageBrightnessFilter.h"                   //亮度

#import "GPUImageExposureFilter.h"                  //曝光

#import "GPUImageContrastFilter.h"                  //对比度

#import "GPUImageSaturationFilter.h"                //饱和度

#import "GPUImageGammaFilter.h"                     //伽马线

#import "GPUImageColorInvertFilter.h"               //反色

#import "GPUImageSepiaFilter.h"                     //褐色（怀旧）

#import "GPUImageLevelsFilter.h"                    //色阶

#import "GPUImageGrayscaleFilter.h"                 //灰度

#import "GPUImageHistogramFilter.h"                 //色彩直方图，显示在图片上

#import "GPUImageHistogramGenerator.h"              //色彩直方图

#import "GPUImageRGBFilter.h"                       //RGB

#import "GPUImageToneCurveFilter.h"                 //色调曲线

#import "GPUImageMonochromeFilter.h"                //单色

#import "GPUImageOpacityFilter.h"                   //不透明度

#import "GPUImageHighlightShadowFilter.h"           //提亮阴影

#import "GPUImageFalseColorFilter.h"                //色彩替换（替换亮部和暗部色彩）

#import "GPUImageHueFilter.h"                       //色度

#import "GPUImageChromaKeyFilter.h"                 //色度键

#import "GPUImageWhiteBalanceFilter.h"              //白平横

#import "GPUImageAverageColor.h"                    //像素平均色值

#import "GPUImageSolidColorGenerator.h"             //纯色

#import "GPUImageLuminosity.h"                      //亮度平均

#import "GPUImageAverageLuminanceThresholdFilter.h" //像素色值亮度平均，图像黑白（有类似漫画效果）

#import "GPUImageLookupFilter.h"                    //lookup 色彩调整

#import "GPUImageAmatorkaFilter.h"                  //Amatorka lookup

#import "GPUImageMissEtikateFilter.h"               //MissEtikate lookup

#import "GPUImageSoftEleganceFilter.h"              //SoftElegance lookup

#pragma mark - 图像处理 Handle Image

#import "GPUImageCrosshairGenerator.h"              //十字

#import "GPUImageLineGenerator.h"                   //线条

#import "GPUImageTransformFilter.h"                 //形状变化

#import "GPUImageCropFilter.h"                      //剪裁

#import "GPUImageSharpenFilter.h"                   //锐化

#import "GPUImageUnsharpMaskFilter.h"               //反遮罩锐化

//#import "GPUImageFastBlurFilter.h"                  //模糊

#import "GPUImageGaussianBlurFilter.h"              //高斯模糊

#import "GPUImageGaussianSelectiveBlurFilter.h"     //高斯模糊，选择部分清晰

#import "GPUImageBoxBlurFilter.h"                   //盒状模糊

#import "GPUImageTiltShiftFilter.h"                 //条纹模糊，中间清晰，上下两端模糊

#import "GPUImageMedianFilter.h"                    //中间值，有种稍微模糊边缘的效果

#import "GPUImageBilateralFilter.h"                 //双边模糊

#import "GPUImageErosionFilter.h"                   //侵蚀边缘模糊，变黑白

#import "GPUImageRGBErosionFilter.h"                //RGB侵蚀边缘模糊，有色彩

#import "GPUImageDilationFilter.h"                  //扩展边缘模糊，变黑白

#import "GPUImageRGBDilationFilter.h"               //RGB扩展边缘模糊，有色彩

#import "GPUImageOpeningFilter.h"                   //黑白色调模糊

#import "GPUImageRGBOpeningFilter.h"                //彩色模糊

#import "GPUImageClosingFilter.h"                   //黑白色调模糊，暗色会被提亮

#import "GPUImageRGBClosingFilter.h"                //彩色模糊，暗色会被提亮

#import "GPUImageLanczosResamplingFilter.h"         //Lanczos重取样，模糊效果

#import "GPUImageNonMaximumSuppressionFilter.h"     //非最大抑制，只显示亮度最高的像素，其他为黑

#import "GPUImageThresholdedNonMaximumSuppressionFilter.h" //与上相比，像素丢失更多

#import "GPUImageSobelEdgeDetectionFilter.h"        //Sobel边缘检测算法(白边，黑内容，有点漫画的反色效果)

#import "GPUImageCannyEdgeDetectionFilter.h"        //Canny边缘检测算法（比上更强烈的黑白对比度）

#import "GPUImageThresholdEdgeDetectionFilter.h"    //阈值边缘检测（效果与上差别不大）

#import "GPUImagePrewittEdgeDetectionFilter.h"      //普瑞维特(Prewitt)边缘检测(效果与Sobel差不多，貌似更平滑)

#import "GPUImageXYDerivativeFilter.h"              //XYDerivative边缘检测，画面以蓝色为主，绿色为边缘，带彩色

#import "GPUImageHarrisCornerDetectionFilter.h"     //Harris角点检测，会有绿色小十字显示在图片角点处

#import "GPUImageNobleCornerDetectionFilter.h"      //Noble角点检测，检测点更多

#import "GPUImageShiTomasiFeatureDetectionFilter.h" //ShiTomasi角点检测，与上差别不大

#import "GPUImageMotionDetector.h"                  //动作检测

#import "GPUImageHoughTransformLineDetector.h"      //线条检测

#import "GPUImageParallelCoordinateLineTransformFilter.h" //平行线检测

#import "GPUImageLocalBinaryPatternFilter.h"        //图像黑白化，并有大量噪点

#import "GPUImageLowPassFilter.h"                   //用于图像加亮

#import "GPUImageHighPassFilter.h"                  //图像低于某值时显示为黑

#pragma mark - 视觉效果 Visual Effect

#import "GPUImageSketchFilter.h"                    //素描

#import "GPUImageThresholdSketchFilter.h"           //阀值素描，形成有噪点的素描

#import "GPUImageToonFilter.h"                      //卡通效果（黑色粗线描边）

#import "GPUImageSmoothToonFilter.h"                //相比上面的效果更细腻，上面是粗旷的画风

#import "GPUImageKuwaharaFilter.h"                  //桑原(Kuwahara)滤波,水粉画的模糊效果；处理时间比较长，慎用

#import "GPUImageMosaicFilter.h"                    //黑白马赛克

#import "GPUImagePixellateFilter.h"                 //像素化

#import "GPUImagePolarPixellateFilter.h"            //同心圆像素化

#import "GPUImageCrosshatchFilter.h"                //交叉线阴影，形成黑白网状画面

#import "GPUImageColorPackingFilter.h"              //色彩丢失，模糊（类似监控摄像效果）

#import "GPUImageVignetteFilter.h"                  //晕影，形成黑色圆形边缘，突出中间图像的效果

#import "GPUImageSwirlFilter.h"                     //漩涡，中间形成卷曲的画面

#import "GPUImageBulgeDistortionFilter.h"           //凸起失真，鱼眼效果

#import "GPUImagePinchDistortionFilter.h"           //收缩失真，凹面镜

#import "GPUImageStretchDistortionFilter.h"         //伸展失真，哈哈镜

#import "GPUImageGlassSphereFilter.h"               //水晶球效果

#import "GPUImageSphereRefractionFilter.h"          //球形折射，图形倒立

#import "GPUImagePosterizeFilter.h"                 //色调分离，形成噪点效果

#import "GPUImageCGAColorspaceFilter.h"             //CGA色彩滤镜，形成黑、浅蓝、紫色块的画面

#import "GPUImagePerlinNoiseFilter.h"               //柏林噪点，花边噪点

#import "GPUImage3x3ConvolutionFilter.h"            //3x3卷积，高亮大色块变黑，加亮边缘、线条等

#import "GPUImageEmbossFilter.h"                    //浮雕效果，带有点3d的感觉

#import "GPUImagePolkaDotFilter.h"                  //像素圆点花样

#import "GPUImageHalftoneFilter.h"                  //点染,图像黑白化，由黑点构成原图的大致图形

#pragma mark - 混合模式 Blend

#import "GPUImageMultiplyBlendFilter.h"             //通常用于创建阴影和深度效果

#import "GPUImageNormalBlendFilter.h"               //正常

#import "GPUImageAlphaBlendFilter.h"                //透明混合,通常用于在背景上应用前景的透明度

#import "GPUImageDissolveBlendFilter.h"             //溶解

#import "GPUImageOverlayBlendFilter.h"              //叠加,通常用于创建阴影效果

#import "GPUImageDarkenBlendFilter.h"               //加深混合,通常用于重叠类型

#import "GPUImageLightenBlendFilter.h"              //减淡混合,通常用于重叠类型

#import "GPUImageSourceOverBlendFilter.h"           //源混合

#import "GPUImageColorBurnBlendFilter.h"            //色彩加深混合

#import "GPUImageColorDodgeBlendFilter.h"           //色彩减淡混合

#import "GPUImageScreenBlendFilter.h"               //屏幕包裹,通常用于创建亮点和镜头眩光

#import "GPUImageExclusionBlendFilter.h"            //排除混合

#import "GPUImageDifferenceBlendFilter.h"           //差异混合,通常用于创建更多变动的颜色

#import "GPUImageSubtractBlendFilter.h"             //差值混合,通常用于创建两个图像之间的动画变暗模糊效果

#import "GPUImageHardLightBlendFilter.h"            //强光混合,通常用于创建阴影效果

#import "GPUImageSoftLightBlendFilter.h"            //柔光混合

#import "GPUImageChromaKeyBlendFilter.h"            //色度键混合

#import "GPUImageMaskFilter.h"                      //遮罩混合

#import "GPUImageHazeFilter.h"                      //朦胧加暗

#import "GPUImageLuminanceThresholdFilter.h"        //亮度阈

#import "GPUImageAdaptiveThresholdFilter.h"         //自适应阈值

#import "GPUImageAddBlendFilter.h"                  //通常用于创建两个图像之间的动画变亮模糊效果

#import "GPUImageDivideBlendFilter.h"               //通常用于创建两个图像之间的动画变暗模糊效果

基本使用

// 获取一张图片

UIImage *inputImage = [UIImage imageNamed:@"test.jpg"];

// 创建图片输入组件

GPUImagePicture *sourcePicture = [[GPUImagePicture alloc] initWithImage:inputImage smoothlyScaleOutput:YES];

// 创建素描滤镜

GPUImageSketchFilter *customFilter = [[GPUImageSketchFilter alloc] init];

// 把素描滤镜串联在图片输入组件之后

[sourcePicture addTarget:customFilter];

// 创建ImageView输出组件

GPUImageView *imageView = [[GPUImageView alloc]initWithFrame:mainScreenFrame];

[self.view addSubView:imageView];

// 把ImageView输出组件串在滤镜链末尾

[customFilter addTarget:imageView];

// 调用图片输入组件的process方法，渲染结果就会绘制到imageView上

[sourcePicture processImage];

值得看

https://www.jianshu.com/p/34b4aa391db1

巴特西