学习用MetalPerformanceShaders进行图像处理
2015-10-03 本文已影响2717人
codeGlider
iOS9在MetalKit中新增了MetalPerformanceShaders类，可以使用GPU进行高效的图像计算，比如高斯模糊，图像直方图计算，索贝尔边缘检测算法等。我最近刚开始学习Metal的使用，并做了一个高斯模糊的例子作为"HelloWorld"程序,下面分享一下我的学习成果~
注意:运行该程序需要有一个系统版本为iOS9的iOS设备，因为Metal只能在真机上运行。
首先建立工程:
屏幕快照 2015-10-03 上午10.54.16.png
在
ViewContoller.swift文件中导入需要的framework:
import MetalKit
import MetalPerformanceShaders
如果出现未识别的错误不要担心，把你的设备选到iOS Device而不是模拟器，错误就会消失。
导入需要的资源图片到工程里:
AnimalImage.png
只要拖到工程文件夹中就可以了，不需要拖入
Assets.xcassets中:
屏幕快照 2015-10-03 上午11.05.07.png
打开
Main.storyboard,拖一个UISlider进去，这个用来控制高斯模糊的半径。最大值设为100:
屏幕快照 2015-10-03 上午11.08.04.png
设置好约束:
屏幕快照 2015-10-03 上午11.09.22.png
屏幕快照 2015-10-03 上午11.09.36.png
屏幕快照 2015-10-03 上午11.09.50.png
最后类似于这样:
屏幕快照 2015-10-03 上午11.10.49.png
向
ViewContoller.swift文件中拖一个outlet,用来获取模糊半径:
屏幕快照 2015-10-03 上午11.13.57.png
还有一个
valueChanged的监控方法，用来实时改变模糊效果:
屏幕快照 2015-10-03 上午11.14.26.png
背景设置为黑色:
屏幕快照 2015-10-03 下午2.51.24.png
然后开始配置我们Metal代码,首先了解一下
MetalPerformanceShaders的使用流程：
- 配置
MTKView用来承载模糊的结果 - 为
MTKView创建新的命令队列MTLCommandQueue - 读取资源数据,创建
MTLTexture，作为高斯模糊的数据源。 - 创建高斯模糊对象
- 运行高斯模糊，并绘制结果到
MTKView
了解了需要哪几步之后我们正式开始写代码,首先添加一些需要的变量:
var metalView: MTKView!
var commandQueue: MTLCommandQueue!
var sourceTexture: MTLTexture!
使ViewController遵循MTKViewDelegate协议:
class ViewController: UIViewController,MTKViewDelegate{
.........
}
实现它的两个代理方法:
func drawInMTKView(view: MTKView) {
}
func mtkView(view: MTKView, drawableSizeWillChange size: CGSize) {
}
第一个方法用来绘制我们的MTKView，第二个方法在MTKView的可绘制区域改变时会调用。
新建一个方法func setUpMetalView()来配置MTKView,添加以下代码:
func setUpMetalView(){
//设置metalView大小，边框等属性
metalView = MTKView(frame: CGRect(origin: CGPointZero, size: CGSize(width: 300, height: 300)))
metalView.center = view.center
metalView.layer.borderColor = UIColor.whiteColor().CGColor
metalView.layer.borderWidth = 5
metalView.layer.cornerRadius = 20
metalView.clipsToBounds = true
view.addSubview(metalView)
//读取默认设备.
metalView.device = MTLCreateSystemDefaultDevice()
//确保当前设备支持MetalPerformanceShaders
guard let metalView = metalView where MPSSupportsMTLDevice(metalView.device) else {
print("该设备不支持MetalPerformanceShaders!")
return }
//配置MTKview属性
metalView.delegate = self
metalView.depthStencilPixelFormat = .Depth32Float_Stencil8
// 设置输入/输出数据的纹理(texture)格式
metalView.colorPixelFormat = .BGRA8Unorm
//将`currentDrawable.texture`设置为可写
metalView.framebufferOnly = false
}
新建一个方法func loadAssets(),用来加载资源数据等操作:
func loadAssets() {
// 创建新的命令队列
commandQueue = metalView.device!.newCommandQueue()
//设置纹理加载器
let textureLoader = MTKTextureLoader(device: metalView.device!)
//对图片进行加载和设置
let image = UIImage(named: "AnimalImage")
//处理后的图片是倒置，要先将其倒置过来才能显示出正图像
let mirrorImage = UIImage(CGImage: (image?.CGImage)!, scale: 1, orientation: UIImageOrientation.DownMirrored)
//将图片调整至所需大小
let scaledImage = UIImage.scaleToSize(mirrorImage, size: CGSize(width:600, height: 600))
let cgimage = scaledImage.CGImage
// 将图片加载到 MetalPerformanceShaders的输入纹理(source texture)
do {
sourceTexture = try textureLoader.newTextureWithCGImage(cgimage!, options: [:])
}
catch let error as NSError {
fatalError("Unexpected error ocurred: \(error.localizedDescription).")
}
}
这里我们自定义了一个UIImage的类方法,在UIImage的extension中添加这个方法:
extension UIImage{
class func scaleToSize(image:UIImage,size:CGSize)->UIImage{
UIGraphicsBeginImageContext(size)
image.drawInRect(CGRect(origin: CGPointZero, size: size))
let scaledImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()
UIGraphicsEndImageContext()
return scaledImage
}
}
在viewDidLoad方法中调用这两个方法:
setUpMetalView()
loadAssets()
到了最后一步了~在drawInMTKView(view: MTKView)方法中绘制我们的metalView:
func drawInMTKView(view: MTKView) {
//得到MetalPerformanceShaders需要使用的命令缓存区
let commandBuffer = commandQueue.commandBuffer()
// 初始化MetalPerformanceShaders高斯模糊，模糊半径(sigma)为slider所设置的值
let gaussianblur = MPSImageGaussianBlur(device: view.device!, sigma: self.blurRadius.value)
// 运行MetalPerformanceShader高斯模糊
gaussianblur.encodeToCommandBuffer(commandBuffer, sourceTexture: sourceTexture, destinationTexture: view.currentDrawable!.texture)
// 提交`commandBuffer`
commandBuffer.presentDrawable(view.currentDrawable!)
commandBuffer.commit()
}
我们在每次滑块滑动后重新绘制metalView:
@IBAction func blurRadiusDidChanged(sender: UISlider) {
metalView.setNeedsDisplay()
}
然后应该就可以运行了~结果如下:
运行结果
当然真机效果比这个要好很多，插上手机亲自试一下吧~
