先看效果看
加载了一张image,根据四个顶点任意变换。
知识点:1.BitmapContext 2.矩阵变换
一.什么是BitmapContext
官方解释:
The number of components for each pixel in a bitmap graphics context is specified by a color space, defined by a CGColorSpaceRef. The bitmap graphics context specifies whether the bitmap should contain an alpha channel, and how the bitmap is generated.
通俗来讲:
首先,我们根据图片创建一个BitmapContext,把一张图片绘制到这个BitmapContext上。这时你可以把图片看成是由很多个彩色的点组成的。
图片局部放大后就形成了一个表格。每个单元代表一个像素点其中包含了4个元素:alpha(透明度)红 绿 蓝
每个像素点包含的信息
1.创建
CGContextRef contexRef = CGBitmapContextCreate(void *data, size_t width, size_t height, size_t bitsPerComponent, size_t bytesPerRow, CGColorSpaceRef space, uint32_t bitmapInfo);
data: 创建BitmapContext所需的内存空间,由malloc创建
width: 图片的宽度
height: 图片的高度
bitsPerComponent: data中的每个数据所占的字节数
bytesPerRow: 图片每行的位数 = 图片列数*4(因为每个点有4个通道)
space: 颜色区间
bitmapInfo: bitmap类型,一般选择PremultipliedFirst(ARGB)
2.读取图片中的所有像素点数据
unsigned char* needData = malloc(需要多大); needData = CGBitmapContextGetData(contexRef);
3.读取某个点的内容
int alpha = needData[4*n]; int red = needData[4*n+1]; int green = needData[4*n+2]; int blue = needData[4*n+3];
一个点由4个信息表示
4.修改某个点的内容
newData[4*n ] = alpha; newData[4*n + 1] = red; newData[4*n + 2] = green; newData[4*n + 3] = blue;
5.把data数据从新编程UIImage
CGImageRef cgImage = CGBitmapContextCreateImage(newContext); _imageView.image = [UIImage imageWithCGImage:cgImage ];
有个了几个函数,接下来就需要你来指定一套规则,获取到的所有像素点,然后从组元素生成一张新的图片。 而这套规则就是下面对应的矩阵变换
二.矩阵变换 注:这个部分原理居多,若有不是可以直接跳过copy代码,不影响你功能的实现
1.什么是矩阵
若用一个行向量[X1 X2 ….Xn]表示n维空间中的一个点的坐标,那么n维空间中m个点坐标就可以表示为一个向量集合,这个集合就是一个矩阵。
也就是说我们二维图片中所有的(x,y)坐标的所有点组成的一个集合就是一个矩阵.
图片和其中的某些点
2.图形变换
我们对图像的常见操作其实就是对图形进行评议、旋转、缩放等矩阵变换,实质上就是改变了各个点的坐标。
所有的图形点由老的x y坐标变成了新的x` y`坐标
3.常见的图形变换
基本的二维变换可包括旋转、缩放、扭曲,和平移四种,
而这些几何运算则可以转换为一些基本的矩阵运算:
这几个变换都是线性的,但平移运算不是线性的,不能通过2*2矩阵运算完成。若要将点 (2, 1)在 x 方向将其平移 3 个单位,在 y 方向将其平移 4 个单位。 可通过先使用矩阵乘法再使用矩阵加法来完成此操作。
综合这几种基本运算,数学家们将其统一为一个3*3矩阵,存储形式如下:
由于表示仿射变换的矩阵的第三列总是(0,0,1),在存储矩阵的时候,大多只存成一个2*3的数组。
三.从由4个新顶点组成的图片中找到对应图形变换的规律
方法1.通过矩阵乘法计算
原始坐标和变换好后的四个顶点坐标我们都是已知的,可以通过已知数据建立一个4元一次方程式,得出a b c d四个位置数然后计算出新的图形坐标。此方式适用于做数学应用题。
方法2.通过x y的线性变换找出规律
我们之前拿到的图片都是很规规矩矩的,是一个矩形。加入得到x相对于自己图形空间的坐标的话,这个x的坐标就是 (7/11 * 图片宽度,4/8 *图片高度)
如果一个图形变化了,那么这个j 和i向量就不在是以前相互垂直90度了,然后里面所有的点坐标可能就位移了。
比如我要把x点移动到b点怎么实现呢?
我们可以把上面的直角坐标系想象成一辆公交车,所有的点都坐在公交车里面,我们在车里没有动,然后公交车到达目的地后,我们相对于城市而言已经走了很远很远了。
就像这样,x点是不是就移动到b点了。
重点:所以计算的思路就是,通过老的直角坐标系的规律获取到每一个点的位置,再找出新的坐标系的规律,把点移动上去,就完成了第一张图片所达到的效果了
下面开始找规律
假如新的图片变成了这样
由于4个顶点已知,那么这4条边有多长,每个边上面的点的具体坐标我们就可以确认下来。
由上下两条边线确认两个顶点,我们就可以确认某一个X坐标上面y的线性变化规律。 比如以前图片位于x方面1/4位置的坐标点y方向线性变换在新图中的线性变换就变成了左图y’. X坐标固定,这时候我们只需要传入以前坐标中的y值,就能得到相对于自己宽度1/4出的新图中所有的坐标点。
同理可得,以前2/4 3/4等等所有顶点方向的y线性变换规律我们都可以得到。
然后我们要做的就是通过循环遍历出所有向下顶点然后得到第n个位置处的所有y方向的点,从而得出所有的坐标。然后这一组坐标的就组成了新的图片。
最后附上关键代码
//数组包含了一次是 左上 右上 右下 左下 4个点位置不同,图片显示的就不同
1 -(void)changeImageByPoints:(NSArray *)pointArray{ 2 UIImage * image = _image; //全局需要变换的图片 3 float width = CGImageGetWidth(image.CGImage); 4 float height = CGImageGetHeight(image.CGImage); 5 6 CGPoint p0 = [pointArray[0]CGPointValue]; 7 CGPoint p1 = [pointArray[1]CGPointValue]; 8 CGPoint p2 = [pointArray[2]CGPointValue]; 9 CGPoint p3 = [pointArray[3]CGPointValue]; 10 11 //痛觉相对于父视图的绝对4个顶点计算出新的宽度和高度 12 float minLeft = MIN(MIN(p0.x, p1.x), MIN(p2.x, p3.x)); 13 float minTop = MIN(MIN(p0.y, p1.y), MIN(p2.y, p3.y)); 14 float shapW = KINT((MAX(MAX(p0.x, p1.x), MAX(p2.x, p3.x)) - minLeft)); 15 float shapH = KINT((MAX(MAX(p0.y, p1.y), MAX(p2.y, p3.y)) - minTop)); 16 17 //change point relative to image not superview 18 p0.x = p0.x - minLeft; 19 p1.x = p1.x - minLeft; 20 p2.x = p2.x - minLeft; 21 p3.x = p3.x - minLeft; 22 p0.y = p0.y - minTop; 23 p1.y = p1.y - minTop; 24 p2.y = p2.y - minTop; 25 p3.y = p3.y - minTop; 26 27 //创建一个bitmapcontext 28 if (!_first) { 29 needData = malloc(KINT(width)* KINT(height) * 4); 30 CGContextRef imageContext = CGBitmapContextCreate(needData, width, height, 8, width * 4, CGImageGetColorSpace(image.CGImage), CGImageGetAlphaInfo(image.CGImage)); 31 CGContextDrawImage(imageContext, CGRectMake(0, 0, width, height), image.CGImage); 32 data = malloc(KINT(width) * KINT(height) * 4); 33 data = CGBitmapContextGetData(imageContext); 34 _first = YES; 35 } 36 37 //初始化新的图片需要的data 38 unsigned char* shapeData = malloc(shapW * shapH * 4); 39 for (int i = 0; i < shapH -1; i ++) { 40 for (int j = 0; j < shapW -1; j++) { 41 int offset = (i * shapW + j) * 4; 42 shapeData[offset] = 255; 43 shapeData[offset + 1] = 255; 44 shapeData[offset + 2] = 255; 45 shapeData[offset + 3] = 255; 46 } 47 } 48 49 //给data添加对应的像素值 50 for (int i = 0; i < height -1; i++) { 51 for (int j = 0; j < width -1; j++) { 52 CGPoint originPoint = CGPointMake(j, i); 53 int originOffset = (i * width + j) * 4; 54 // 计算原图每个点在新图中的位置 55 float xFunc = (float)originPoint.x / (float)width; 56 float yFunc = (float)originPoint.y / (float)height; 57 58 float delx = (p1.x - p0.x) * xFunc; 59 float dely = (p1.y - p0.y) * xFunc; 60 CGPoint topPoint = CGPointMake(p0.x + delx, p0.y + dely); 61 62 delx = (p2.x - p3.x) * xFunc; 63 dely = (p2.y - p3.y) * xFunc; 64 CGPoint bottomPoint = CGPointMake(p3.x + delx, p3.y + dely); 65 66 delx = (bottomPoint.x - topPoint.x) * yFunc; 67 dely = (bottomPoint.y - topPoint.y) * yFunc; 68 69 CGPoint newPoint = CGPointMake(topPoint.x + delx, topPoint.y + dely); 70 71 int newOffset = ((KINT(newPoint.y) * shapW + KINT(newPoint.x))) * 4; 72 73 //give shapeView new value 74 shapeData[newOffset] = data[originOffset]; 75 shapeData[newOffset + 1] = data[originOffset + 1]; 76 shapeData[newOffset + 2] = data[originOffset + 2]; 77 shapeData[newOffset + 3] = data[originOffset + 3]; 78 79 } 80 } 81 //创建新图片 82 CGContextRef newContext = CGBitmapContextCreate(shapeData, shapW, shapH, 8, shapW * 4, CGImageGetColorSpace(image.CGImage), CGImageGetAlphaInfo(image.CGImage)); 83 84 CGImageRef cgImage = CGBitmapContextCreateImage(newContext); 85 _imageView.image = [UIImage imageWithCGImage:cgImage ]; //这个_imageView就是贴上viewcontroller上面的UIImageview 86 _imageView.frame = CGRectMake(minLeft, minTop, shapW, shapH); 87 CGContextRelease(newContext); 88 CGImageRelease(cgImage); 89 free(shapeData); 90 }
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