如何基於GPU實現美顏？

美顏基本概念

GPU：（Graphic Processor Unit圖形處理單元）手機或者電腦用於圖像處理和渲染的硬件

GPU工做原理：CPU指定顯示控制器工做，顯示控制器根據CPU的控制到指定的地方去取數據和指令， 目前的數據通常是從顯存裏取，若是顯存裏存不下，則從內存裏取， 內存也放不下，則從硬盤裏取，固然也不是內存放不下，而是爲了節省內存的話，能夠放在硬盤裏，而後經過指令控制顯示控制器去取。

OpenGL ES：（Open Graphics Library For Embedded(嵌入的) Systems 開源嵌入式系統圖形處理框架），一套圖形與硬件接口，用於把處理好的圖片顯示到屏幕上。

GPUImage:是一個基於OpenGL ES 2.0圖像和視頻處理的開源iOS框架，提供各類各樣的圖像處理濾鏡，而且支持照相機和攝像機的實時濾鏡，內置120多種濾鏡效果，而且可以自定義圖像濾鏡。

濾鏡處理的原理:就是把靜態圖片或者視頻的每一幀進行圖形變換再顯示出來。它的本質就是像素點的座標和顏色變化

GPUImage處理畫面原理

• GPUImage採用鏈式方式來處理畫面,經過addTarget:方法爲鏈條添加每一個環節的對象，處理完一個target,就會把上一個環節處理好的圖像數據傳遞下一個target去處理，稱爲GPUImage處理鏈。
  • 好比：墨鏡原理，從外界傳來光線，會通過墨鏡過濾，在傳給咱們的眼睛，就能感覺到大白天也是烏黑一片，哈哈。
  • 通常的target可分爲兩類
    • 中間環節的target, 通常是各類filter, 是GPUImageFilter或者是子類.
    • 最終環節的target, GPUImageView：用於顯示到屏幕上, 或者GPUImageMovieWriter：寫成視頻文件。
• GPUImage處理主要分爲3個環節
  • source(視頻、圖片源) -> filter（濾鏡） -> final target (處理後視頻、圖片)
  • GPUImaged的Source:都繼承GPUImageOutput的子類，做爲GPUImage的數據源,就比如外界的光線，做爲眼睛的輸出源
    • GPUImageVideoCamera：用於實時拍攝視頻
    • GPUImageStillCamera：用於實時拍攝照片
    • GPUImagePicture：用於處理已經拍攝好的圖片，好比png,jpg圖片
    • GPUImageMovie：用於處理已經拍攝好的視頻,好比mp4文件
  • GPUImage的filter:GPUimageFilter類或者子類，這個類繼承自GPUImageOutput,而且遵照GPUImageInput協議，這樣既能流進，又能流出，就比如咱們的墨鏡，光線經過墨鏡的處理，最終進入咱們眼睛
  • GPUImage的final target:GPUImageView,GPUImageMovieWriter就比如咱們眼睛，最終輸入目標。

 

美顏原理

• 磨皮(GPUImageBilateralFilter)：本質就是讓像素點模糊，能夠使用高斯模糊，可是可能致使邊緣會不清晰，用雙邊濾波(Bilateral Filter) ，有針對性的模糊像素點，能保證邊緣不被模糊。
• 美白(GPUImageBrightnessFilter)：本質就是提升亮度。

美顏效果

• 關注效果，忽悠本人

GPUImage原生美顏效果

利用美顏濾鏡實現效果

GPUImage實戰

GPUImage原生美顏

• 步驟一：使用Cocoapods導入GPUImage
• 步驟二：建立視頻源GPUImageVideoCamera
• 步驟三：建立最終目的源：GPUImageView
• 步驟四：建立濾鏡組(GPUImageFilterGroup)，須要組合亮度(GPUImageBrightnessFilter)和雙邊濾波(GPUImageBilateralFilter)這兩個濾鏡達到美顏效果.
• 步驟五：設置濾鏡組鏈
• 步驟六：設置GPUImage處理鏈，從數據源 => 濾鏡 => 最終界面效果
• 步驟七：開始採集視頻

注意點：

• SessionPreset最好使用AVCaptureSessionPresetHigh，會自動識別，若是用過高分辨率，當前設備不支持會直接報錯
• GPUImageVideoCamera必需要強引用，不然會被銷燬，不能持續採集視頻.
• 必須調用startCameraCapture，底層纔會把採集到的視頻源，渲染到GPUImageView中，就能顯示了。
• GPUImageBilateralFilter的distanceNormalizationFactor值越小，磨皮效果越好,distanceNormalizationFactor取值範圍: 大於1。

利用美顏濾鏡實現

• 步驟一：使用Cocoapods導入GPUImage
• 步驟二：導入GPUImageBeautifyFilter文件夾
• 步驟三：建立視頻源GPUImageVideoCamera
• 步驟四：建立最終目的源：GPUImageView
• 步驟五：建立最終美顏濾鏡：GPUImageBeautifyFilter
• 步驟六：設置GPUImage處理鏈，從數據源 => 濾鏡 => 最終界面效果

注意：

• 切換美顏效果原理：移除以前全部處理鏈，從新設置處理鏈

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