学习用MetalPerformanceShaders进行图像处理
来自： http://www.cocoachina.com/ios/20160217/15298.html
iOS 9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:
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:
只要拖到工程文件夹中就可以了，不需要拖入Assets.xcassets中:
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:
设置好约束:
最后类似于这样:
向ViewContoller.swift文件中拖一个outlet,用来获取模糊半径:
还有一个valueChanged的监控方法，用来实时改变模糊效果:
背景设置为黑色:
然后开始配置我们Metal代码,首先了解一下MetalPerformanceShaders的使用流程：
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配置MTKView用来承载模糊的结果
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为MTKView创建新的命令队列MTLCommandQueue
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读取资源数据,创建MTLTexture，作为高斯模糊的数据源。
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创建高斯模糊对象
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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:
当然真机效果比这个要好很多，插上手机亲自试一下吧~
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