Android開發學習之路-動態高斯模糊怎麼做

什麼是高斯模糊？高斯模糊（英語：Gaussian Blur），也叫高斯平滑，是在Adobe Photoshop、GIMP以及Paint.NET等圖像處理軟體中廣泛使用的處理效果，通常用它來減少圖像雜訊以及降低細節層次。這種模糊技術生成的圖像，其視覺效果就像是經過一個半透明屏幕在觀察圖像，這與鏡頭焦 ...

什麼是高斯模糊？

高斯模糊（英語：Gaussian Blur），也叫高斯平滑，是在Adobe Photoshop、GIMP以及Paint.NET等圖像處理軟體中廣泛使用的處理效果，通常用它來減少圖像雜訊以及降低細節層次。這種模糊技術生成的圖像，其視覺效果就像是經過一個半透明屏幕在觀察圖像，這與鏡頭焦外成像效果散景以及普通照明陰影中的效果都明顯不同。

什麼？看不明白？沒關係，我也看不明白，維基百科複製回來的嘛。我們直接放一些圖片來瞭解以下這個高斯模糊是怎麼樣的。因為高斯模糊在iOS中最常見，這裡抓了幾張iOS網易雲的圖片：

可以看到這個界面中的背景，其實就是通過圖1中間那個小圖片模糊得到的，這樣做的好處就是整體性很好，並且不會因為圖片過渡突兀而影響界面內容的閱讀。

那麼，究竟在Android上怎麼去實現這個效果呢？這裡推薦使用官方提供在Support Library中的一個工具來做，就是RenderScript。這個RenderScript的功能其實不止有這一個，而其他的一些功能，可以在官方文檔中閱讀學習，這裡不給出。

使用這個工具的原因其實很簡單，就是性能。因為涉及到繪圖，所以如果性能不行，那麼無論對於高質量圖片或者是變化較多的需求都是很吃力的，而這個工具則會充分發揮設備的計算能力（CPU和GPU）來進行計算，並且是使用C99衍生語言進行腳本編寫的，相較於Java性能是大大的提升。

說到這裡，有些同學就開始方了，C99衍生？What？這個不需要擔心，對於高斯模糊這個實現，Google官方已經給出了對應的解決方案，我們並不需要編寫對應的腳本就可以使用了，所以無需擔心。

我們把整個問題分為兩個部分：①高斯模糊實現；②動態高斯模糊實現

① 高斯模糊實現

首先要說明，我們要使用Support Library，所以版本是有要求的：

Android SDK Tools 版本必須大於等於22.2
Android SDK Build-tools 版本必須大於等於18.1.0

如果沒有達到，請使用SDK Manager升級一下。

接著創建我們的工程，並且在對應Module（預設創建的是app）的build.gradle文件中加入如下代碼：

defaultConfig {
        ...
        renderscriptTargetApi 18
        renderscriptSupportModeEnabled true
    }

renderscriptTargetApi：這個一般和App支持的最低版本相同即可。

package com.fndroid.renderscriptdemo;

import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.os.Bundle;
import android.renderscript.Allocation;
import android.renderscript.Element;
import android.renderscript.RenderScript;
import android.renderscript.ScriptIntrinsicBlur;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.widget.ImageView;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private ImageView mImageView;
    private Bitmap sampleImg;
    private Bitmap gaussianBlurImg;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mImageView = (ImageView) findViewById(R.id.iv);
        sampleImg = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.icon); // 獲取原圖
        gaussianBlurImg = blur(sampleImg, 25f);
        mImageView.setImageBitmap(gaussianBlurImg);
    }

    private Bitmap blur(Bitmap bitmap,float radius) {
        Bitmap output = Bitmap.createBitmap(bitmap); // 創建輸出圖片
        RenderScript rs = RenderScript.create(this); // 構建一個RenderScript對象
        ScriptIntrinsicBlur gaussianBlue = ScriptIntrinsicBlur.create(rs, Element.U8_4(rs)); // 創建高斯模糊腳本
        Allocation allIn = Allocation.createFromBitmap(rs, bitmap); // 創建用於輸入的腳本類型
        Allocation allOut = Allocation.createFromBitmap(rs, output); // 創建用於輸出的腳本類型
        gaussianBlue.setRadius(radius); // 設置模糊半徑，範圍0f<radius<=25f
        gaussianBlue.setInput(allIn); // 設置輸入腳本類型
        gaussianBlue.forEach(allOut); // 執行高斯模糊演算法，並將結果填入輸出腳本類型中
        allOut.copyTo(output); // 將輸出記憶體編碼為Bitmap，圖片大小必須註意
        rs.destroy(); // 關閉RenderScript對象，API>=23則使用rs.releaseAllContexts()
        return output;
    }
}

這裡說明都註釋在代碼中了。需要瞭解的是RenderScript有兩個版本，分別是：

android.renderscript
android.support.v8.renderscript

上面代碼使用了第一個，第二個的用法類似，可以自行嘗試。

我們來理一下思路，因為RenderScript是依賴於Script的，而上文也說到了，Script是由C99衍生語言編寫，而代碼中的ScriptIntrinsicBlur就是對應於高斯模糊演算法的腳本。而Allocation對象則是將Java中的對象轉換為Script腳本所需類型的幫手，代碼中創建了兩個Allocation對象分別用來充當輸入和輸出。接著設置了高斯模糊的半徑（radius）。當調用forEach時，腳本會被執行，並且將執行結果填入輸出對應的Allocation中，最後調用copyTo來轉換為Bitmap對象返回。

效果圖：

② 動態高斯模糊

很多時候，我們可能會需要一個圖片以不同的模糊程度展現出來。你可能已經註意到上面方法中的模糊半徑了，我們可以做一個實驗，就是通過一個SeekBar來動態改變這個值看看效果：

由動圖可以看到，我們拖動SeekBar的時候，SeekBar已經跟不上我們的拖動了。這是為什麼？原因就是這個渲染工具雖然性能比較優異，但是如果圖片的質量和尺寸都較高的時候，我們直接進行修改模糊半徑重新渲染的做法往往時不可取的。

這裡提出一個解決方案，這個Idea來自於郭大今天的推文作者"湫水長天"。

做法是，先創建一張模糊的圖片載入在ImageView中，接著在這個ImageView的上面再放置一個載入原圖ImageView，使用FrameLayout可以讓這兩個ImageView重疊再一起，接著當我們需要動態改變模糊程度的時候，改變上層的ImageView的BitmapAlpha就可以了。我們先看看效果圖：

使用了這個方法，滑動起來就會比較流暢了。（GIF載入完才是會是正常速度哦）

這裡給一下代碼參考吧：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SeekBar.OnSeekBarChangeListener {
    private ImageView mImageView;
    private ImageView mImageViewCover;
    private Bitmap sampleImg;
    private Bitmap gaussianBlurImg;
    private SeekBar mSeekBar;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mImageView = (ImageView) findViewById(R.id.iv);
        mSeekBar = (SeekBar) findViewById(R.id.sb);
        mImageViewCover = (ImageView) findViewById(R.id.iv_cover);
        sampleImg = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.icon); // 獲取原圖
        gaussianBlurImg = blur(sampleImg, 25f);
        mImageView.setImageBitmap(gaussianBlurImg);
        mSeekBar.setOnSeekBarChangeListener(this);
    }

    private Bitmap blur(Bitmap bitmap, float radius) {
        Bitmap output = Bitmap.createBitmap(bitmap); // 創建輸出圖片
        RenderScript rs = RenderScript.create(this); // 構建一個RenderScript對象
        ScriptIntrinsicBlur gaussianBlue = ScriptIntrinsicBlur.create(rs, Element.U8_4(rs)); //
        // 創建高斯模糊腳本
        Allocation allIn = Allocation.createFromBitmap(rs, bitmap); // 開闢輸入記憶體
        Allocation allOut = Allocation.createFromBitmap(rs, output); // 開闢輸出記憶體
        gaussianBlue.setRadius(radius); // 設置模糊半徑，範圍0f<radius<=25f
        gaussianBlue.setInput(allIn); // 設置輸入記憶體
        gaussianBlue.forEach(allOut); // 模糊編碼，並將記憶體填入輸出記憶體
        allOut.copyTo(output); // 將輸出記憶體編碼為Bitmap，圖片大小必須註意
        rs.destroy(); // 關閉RenderScript對象，API>=23則使用rs.releaseAllContexts()
        return output;
    }

    @Override
    public void onProgressChanged(SeekBar seekBar, int progress, boolean fromUser) {
        int alpha = 255 - progress;
        mImageViewCover.setImageAlpha(alpha);
    }

    @Override
    public void onStartTrackingTouch(SeekBar seekBar) {

    }

    @Override
    public void onStopTrackingTouch(SeekBar seekBar) {

    }
}

佈局文件：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:id="@+id/activity_main"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    tools:context="com.fndroid.renderscriptdemo.MainActivity">

    <FrameLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_weight="1">

        <ImageView
            android:id="@+id/iv"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent"/>

        <ImageView
            android:id="@+id/iv_cover"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent"
            android:src="@drawable/icon"/>

    </FrameLayout>

    <SeekBar
        android:id="@+id/sb"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:max="255"/>

</LinearLayout>

如發現有誤，請指出，感謝。