Swift OpenGL ES 自定义常用滤镜
Posted duzhaoquan
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Swift OpenGL ES 自定义常用滤镜相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
上篇介绍了常见的一些处理图片的滤镜，都是基于静态图片为基础做的，本篇介绍一些机遇视频的滤镜，引入一个时间变量time作为模拟视频中的时间参数。
使用CADisplayLink模拟时间变量传入到片元着色器中
if time {
if (displylink != nil) {
displylink?.invalidate()
displylink = nil
}
displylink = CADisplayLink(target: self, selector: #selector(timeAnimation))
displylink?.add(to: RunLoop.main, forMode: RunLoop.Mode.common)
}
@objc func timeAnimation() {
if startTimeInterval == 0 {
startTimeInterval = Double(displylink!.timestamp)
}
let currenTtime :GLfloat = GLfloat(displylink!.timestamp - startTimeInterval)
//print("----time--(currenTtime)---")
glUniform1f(glGetUniformLocation(program, "Time"), currenTtime)
glClear(GLbitfield(GL_COLOR_BUFFER_BIT))
glClearColor(1, 1, 1, 1);
glDrawArrays(GLenum(GL_TRIANGLES), 0, 6)
context.presentRenderbuffer(Int(GL_RENDERBUFFER))
}
1.缩放滤镜，一个时间循环中随时间放大缩小，通过修改顶点坐标和纹理坐标的映射关系来实现放大效果
//放大过程.在顶点着色器完成.代码如下： //顶点坐标 attribute vec4 Position; //纹理坐标 attribute vec2 TextureCoords; //纹理坐标 varying vec2 TextureCoordsVarying; //时间撮(及时更新) uniform float Time; //PI const float PI = 3.1415926; void main (void) { //一次缩放效果时长 0.6 float duration = 0.6; //最大缩放幅度 float maxAmplitude = 0.3; //表示时间周期.范围[0.0~0.6]; float time = mod(Time, duration); //amplitude [1.0,1.3] float amplitude = 1.0 + maxAmplitude * abs(sin(time * (PI / duration))); // 顶点坐标x/y 分别乘以放大系数[1.0,1.3] gl_Position = vec4(Position.x * amplitude, Position.y * amplitude, Position.zw); // 纹理坐标 TextureCoordsVarying = TextureCoords; }
2.抖动滤镜: 颜色偏移 + 微弱的放大效果，某一区域内的颜色值取便宜之后对应的颜色值和放大效果叠加呈现出抖动的效果
抖动滤镜的片元着色器代码：
precision highp float; //纹理 uniform sampler2D Texture; //纹理坐标 varying vec2 TextureCoordsVarying; //时间撮 uniform float Time; void main (void) { //一次抖动滤镜的时长 0.7 float duration = 0.7; //放大图片上限 float maxScale = 1.1; //颜色偏移步长 float offset = 0.02; //进度[0,1] float progress = mod(Time, duration) / duration; // 0~1 //颜色偏移值范围[0,0.02] vec2 offsetCoords = vec2(offset, offset) * progress; //缩放范围[1.0-1.1]; float scale = 1.0 + (maxScale - 1.0) * progress; //放大纹理坐标. vec2 ScaleTextureCoords = vec2(0.5, 0.5) + (TextureCoordsVarying - vec2(0.5, 0.5)) / scale; //获取3组颜色rgb //+ offsetCoords 偏移后的坐标的纹素 比如点（0.3，0.3）去的是（0.4，0.4）处的颜色值 vec4 maskR = texture2D(Texture, ScaleTextureCoords + offsetCoords); //-offsetCoords 偏移后的坐标的纹素 比如点（0.3，0.3）去的是（0.2，0.2）处的颜色值 vec4 maskB = texture2D(Texture, ScaleTextureCoords - offsetCoords); //原始颜色 vec4 mask = texture2D(Texture, ScaleTextureCoords); //从3组来获取颜色: //maskR.r,mask.g,maskB.b 注意这3种颜色取值可以打乱或者随意发挥.不一定写死.只是效果会有不一样.大家可以试试. //mask.a 获取原图的透明度 gl_FragColor = vec4(maskR.r, mask.g, maskB.b, mask.a); }
3.闪白滤镜: 添加白色图层 ,白色图层的透明度随着时间变化
闪白滤镜片元着色器程序代码： precision highp float; //纹理采样器 uniform sampler2D Texture; //纹理坐标 varying vec2 TextureCoordsVarying; //时间撮 uniform float Time; //PI 常量 const float PI = 3.1415926; void main (void) { //一次闪白滤镜的时长 0.6 float duration = 0.6; //表示时间周期[0.0,0.6] float time = mod(Time, duration); //白色颜色遮罩层 vec4 whiteMask = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0); //振幅: (0.0,1.0) float amplitude = abs(sin(time * (PI / duration))); //纹理坐标对应的纹素(RGBA) vec4 mask = texture2D(Texture, TextureCoordsVarying); //利用混合方程式; 白色图层 + 原始纹理图片颜色 来进行混合 gl_FragColor = mask * (1.0 - amplitude) + whiteMask * amplitude; }
4.毛刺滤镜: 撕裂 + 微弱的颜色偏移
具体的思路是，我们让每一行像素随机偏移 -1 ~ 1 的距离（这里的 -1 ~ 1 是对于纹理坐标来说的），但是如果整个画面都偏移比较大的值，那我们可能都看不出原来图像的样子。所以我们的逻辑是，设定一个阈值，小于这个阈值才进行偏移，超过这个阈值则乘上一个缩小系数。则最终呈现的效果是：绝大部分的行都会进行微小的偏移，只有少量的行会进行较大偏移
片元着色器程序代码：
precision highp float; //纹理 uniform sampler2D Texture; //纹理坐标 varying vec2 TextureCoordsVarying; //时间撮 uniform float Time; //PI const float PI = 3.1415926; //随机数 float rand(float n) { //fract(x),返回x的小数部分数据 return fract(sin(n) * 43758.5453123); } void main (void) { //最大抖动 float maxJitter = 0.06; //一次毛刺滤镜的时长 float duration = 0.3; //红色颜色偏移量 float colorROffset = 0.01; //绿色颜色偏移量 float colorBOffset = -0.025; //时间周期[0.0,0.6]; float time = mod(Time, duration * 2.0); //振幅:[0,1]; float amplitude = max(sin(time * (PI / duration)), 0.0); //像素随机偏移[-1,1] float jitter = rand(TextureCoordsVarying.y) * 2.0 - 1.0; // -1~1 //是否要做偏移. bool needOffset = abs(jitter) < maxJitter * amplitude; //获取纹理X值.根据needOffset,来计算它X撕裂. //needOffset = YES ,撕裂较大; //needOffset = NO,撕裂较小. float textureX = TextureCoordsVarying.x + (needOffset ? jitter : (jitter * amplitude * 0.006)); //撕裂后的纹理坐标x,y vec2 textureCoords = vec2(textureX, TextureCoordsVarying.y); //颜色偏移3组颜色 //根据撕裂后获取的纹理颜色值 vec4 mask = texture2D(Texture, textureCoords); //撕裂后的纹理颜色偏移 vec4 maskR = texture2D(Texture, textureCoords + vec2(colorROffset * amplitude, 0.0)); //撕裂后的纹理颜色偏移 vec4 maskB = texture2D(Texture, textureCoords + vec2(colorBOffset * amplitude, 0.0)); //红色/蓝色部分发生撕裂. gl_FragColor = vec4(maskR.r, mask.g, maskB.b, mask.a); }
5.灵魂出窍滤镜: 是两个层的叠加，并且上面的那层随着时间的推移，会逐渐放大且不透明度逐渐降低。这里也用到了放大的效果，我们这次用片段着色器来实现
灵魂出窍效果片元着色器代码：
precision highp float; //纹理采样器 uniform sampler2D Texture; //纹理坐标 varying vec2 TextureCoordsVarying; //时间撮 uniform float Time; void main (void) { //一次灵魂出窍效果的时长 0.7 float duration = 0.7; //透明度上限 float maxAlpha = 0.4; //放大图片上限 float maxScale = 1.8; //进度值[0,1] float progress = mod(Time, duration) / duration; // 0~1 //透明度[0,0.4] float alpha = maxAlpha * (1.0 - progress); //缩放比例[1.0,1.8] float scale = 1.0 + (maxScale - 1.0) * progress; //1.放大纹理坐标 //根据放大笔记.得到放大纹理坐标 [0,0],[0,1],[1,1],[1,0] float weakX = 0.5 + (TextureCoordsVarying.x - 0.5) / scale; float weakY = 0.5 + (TextureCoordsVarying.y - 0.5) / scale; //放大纹理坐标 vec2 weakTextureCoords = vec2(weakX, weakY); //获取对应放大纹理坐标下的纹素(颜色值rgba) vec4 weakMask = texture2D(Texture, weakTextureCoords); //原始的纹理坐标下的纹素(颜色值rgba) vec4 mask = texture2D(Texture, TextureCoordsVarying); //颜色混合 默认颜色混合方程式 = mask * (1.0-alpha) + weakMask * alpha; gl_FragColor = mask * (1.0 - alpha) + weakMask * alpha; }
具体代码详见github地址：https://github.com/duzhaoquan/ImagesVideoFilters.git
以上是关于Swift OpenGL ES 自定义常用滤镜的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
IOS – OpenGL ES 设置图像滤镜 GPUImageAmatorkaFilter
IOS – OpenGL ES 设置图像 lookup 滤镜 GPUImageLookupFilter
IOS – OpenGL ES 图像CGA色彩滤镜 GPUImageCGAColorspaceFilter