java 图像处理之颜色矩阵（ColorMatrix）内附大量特效

阅读本系列，请先看前言！谢谢

之前的文章中一直有说到颜色矩阵～现在终于是揭开它的面纱的时候了～其实android中这个是自带的。

android中可以通过颜色矩阵（ColorMatrix类）方面的操作颜色，颜色矩阵是一个5x4 的矩阵（如图1.1）

可以用来方面的修改图片中RGBA各分量的值，颜色矩阵以一维数组的方式存储如下：

[ a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p, q, r, s, t ]

他通过RGBA四个通道来直接操作对应颜色，如果会使用Photoshop就会知道有时处理图片通过控制RGBA各颜色通道来做出特殊的效果。

这个矩阵对颜色的作用计算方式如1.3示：





矩阵的运算规则是矩阵A的一行乘以矩阵C的一列作为矩阵R的一行，

C矩阵是图片中包含的ARGB信息，R矩阵是用颜色矩阵应用于C之后的新的颜色分量，运算结果如下：



R' = a*R + b*G + c*B + d*A + e;

G' = f*R + g*G + h*B + i*A + j;

B' = k*R + l*G + m*B + n*A + o;

A' = p*R + q*G + r*B + s*A + t;



颜色矩阵并不是看上去那么深奥，其实需要使用的参数很少，而且很有规律第一行决定红色第二行决定绿色

第三行决定蓝色，第四行决定了透明度，第五列是颜色的偏移量。下面是一个实际中使用的颜色矩阵。





如果把这个矩阵作用于各颜色分量的话，R=A*C，计算后会发现，各个颜色分量实际上没有任何的改变(R'=R G'=G B'=B A'=A)。





图1.5所示矩阵计算后会发现红色分量增加100，绿色分量增加100，

这样的效果就是图片偏黄，因为红色和绿色混合后得到***，***增加了100，图片当然就偏黄了。





改变各颜色分量不仅可以通过修改第5列的颜色偏移量也可如上面矩阵所示将对应的颜色值乘以一个倍数，直接放大。

上图1.6是将绿色分量乘以2变为原来的2倍。相信读者至此已经明白了如何通过颜色矩阵来改变各颜色分量。

以上介绍来自（Android图片处理（Matrix,ColorMatrix））

好了，通过上述介绍，大家也应该明白了颜色矩阵与它的用处，现在附上颜色矩阵乘法代码

<span style="font-size:14px;">public static int imgConv(double[][] mask,int pix){
		int rgb = 0;
		int len = mask[1].length;
		int[] p = new int[5];
		p[0] = (pix >> 16) & 0xFF; //R
		p[1] = (pix >> 8) & 0xFF;  //G
		p[2] = (pix >> 0) & 0xFF;  //B
		p[3] = (pix >> 24) & 0xff; //a
		p[4] = 1;
		double[] Res = new double[4];
		
        if(len != 5){
        	System.out.println("The ColorMatrix isn't 5 column!");
        	return rgb;
        }
        
        for(int i=0;i<4;i++){
        	for(int j=0;j<5;j++){
        		Res[i] += mask[i][j]*p[j];
        	}
        }
        
        rgb = (st(Res[3]) << 24) | (st(Res[0]) << 16) | (st(Res[1]) << 8) | st(Res[2]);
		return rgb;
	}</span>

lomo的颜色矩阵为：

lomo = {

1.7f, 0.1f,
0.1f,0, -73.1f,

0,
1.7f,0.1f,
0, -73.1f,

0,
0.1f,1.6f,
0, -73.1f,

0,
0, 0, 1.0f,0 };

则调用代码处理为：

<span style="font-size:14px;">public Image filter() {
		double[][] mask = { {1.7f,  0.1f, 0.1f, 0, -73.1f},

			    			{0,  1.7f, 0.1f, 0, -73.1f},

			    			{0,  0.1f, 1.6f, 0, -73.1f},

			    			{0,  0, 0, 1.0f, 0}
			    		  };
		int[] d = new int[this.img.w*this.img.h]; //must be writed as this.not int[] d = this.img.data;
		
		for (int y = 0; y < this.img.h-1; y++) {
            for (int x = 0; x < this.img.w-1; x++) {
                d[x + y * this.img.w] = math.imgConv(mask, this.img.data[x + y * this.img.w]);
            }
        }
		
		this.img.data = d;
		return this.img;
	}</span>

运行结果如下：



所以我们知道了颜色矩阵，就能做很多漂亮的特效出来，我们将颜色矩阵的处理封装起来

<span style="font-size:14px;">public class CM implements filt {

	private Image img;
	private double[][] cm;//Color matrix
	public CM(Image img,double[][] m){
		this.img = img;
		this.cm = m;
	}
	
	@Override
	public Image filter() {
		double[][] mask = this.cm;
		int[] d = new int[this.img.w*this.img.h]; //must be writed as this.not int[] d = this.img.data;
		
		for (int y = 0; y < this.img.h-1; y++) {
                     for (int x = 0; x < this.img.w-1; x++) {
                         d[x + y * this.img.w] = math.imgConv(mask, this.img.data[x + y * this.img.w]);
                     }
                }
		
		this.img.data = d;
		return this.img;
	}

}</span>

对于颜色矩阵，大家在网上可以搜到很多，如这个网址

由下面的效果都是由颜色矩阵得到：

老照片：



增加亮度：



底片



洋红



宝丽来



RBG 到BGR的颜色反转



以上