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Android粒子篇之Bitmap像素级操作

零、前言

1.粒子效果的核心有三个点:收集粒子、更改粒子、显示粒子
2.Bitmap的可以获取像素,从而得到每个像素的颜色值
3.可以通过粒子拼合一张图片,并对粒子操作完成很多意想不到的效果
4.本项目源码见文尾捷文规范第一条,文件为BitmapSplitView.java


一、初识

1.什么是Bitmap像素级的操作:

相信大家都知道一张jpg或png放大后会是一个个小格子,称为一个像素(px),而且一个小格子是一种颜色
也就是一张jpg或png图片就是很多颜色的合集,而这些合集信息都被封装到了Bitmap类中
你可以使用Bitmap获取任意像素点,并修改它,对与某像素点而言,颜色信息是其主要的部分

像素.png


2.获取第一个像素
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.mipmap.iv_200x200);
int color_0_0 = bitmap.getPixel(0, 0);//获取第1行,第1个像素颜色
复制代码

使用该颜色画一个圆测试一下:

第一点.png


3.获取所有点像素颜色值

这里i代表列数,j代表行数,mColArr[i][j]代表是一个图片第i列,第j行的像素颜色值

 Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.mipmap.iv_200x200);
 mColArr = new int[bitmap.getWidth()][bitmap.getHeight()];
 for (int i = 0; i < bitmap.getWidth(); i++) {
     for (int j = 0; j < bitmap.getHeight(); j++) {
         mColArr[i][j] = bitmap.getPixel(i, j);
     }
 }
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二、分析:

1.首先看一下如何创建一个Bitmap对象

新建一个2*2的ARGB_8888图片:颜色分别是黑(0,0)、红(1,0)、白(0,1)、蓝(1,1)

Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(2, 2, Bitmap.Config.ARGB_8888);
bitmap.setPixel(0, 0, Color.BLACK);
bitmap.setPixel(1, 0, Color.RED);
bitmap.setPixel(0, 1, Color.WHITE);
bitmap.setPixel(1, 1, Color.BLUE);
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2.保存bitmap成为图片到本地

保存bitmap就是压缩到一个输出流里,写成文件

输出结果.png

    /**
     * 保存bitmap到本地
     *
     * @param path    路径
     * @param mBitmap 图片
     * @return 路径
     */
    public static String saveBitmap(String path, Bitmap mBitmap) {

        File filePic = FileHelper.get().createFile(path + ".png");
        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(filePic);
            mBitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG, 100, fos);
            fos.flush();
            fos.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
        return filePic.getAbsolutePath();
    }
复制代码

3.bitmap.getPixel到底说了什么?
int pixel_0_0 = bitmap.getPixel(0, 0);
int pixel_1_0 = bitmap.getPixel(1, 0);
int pixel_0_1 = bitmap.getPixel(0, 1);
int pixel_1_1 = bitmap.getPixel(1, 1);

黑:pixel_0_0:-16777216   
红:pixel_1_0:-65536   
白:pixel_0_1:-1   
蓝:pixel_1_1:-16776961   
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都是负数,感觉不怎么好懂:其实那就是颜色值
Color类中有几个方法可以方便获取argb分别对应的值,下面测试一下你就明白了
其实就是将int进行了位运算,分离出argb四个通道的值

printColor("pixel_0_0", pixel_0_0);//黑:a:255, r:0, g:0, b:0
printColor("pixel_1_0", pixel_1_0);//红:a:255, r:255, g:0, b:0
printColor("pixel_0_1", pixel_0_1);//白:a:255, r:255, g:255, b:255
printColor("pixel_1_1", pixel_1_1);//蓝:a:255, r:0, g:0, b:255


/**
 * 将颜色从int 拆分成argb,并打印出来
 * @param msg
 * @param color
 */
private void printColor(String msg, int color) {
    int a = Color.alpha(color);
    int r = Color.red(color);
    int g = Color.green(color);
    int b = Color.blue(color);
    L.d(msg + "----a:" + a + ", r:" + r + ", g:" + g + ", b:" + b + L.l());
}
复制代码

二、bitmap的花样复刻:

既然像素颜色信息拿到手了,不就等于天下我有了吗?

1.bitmap复刻的粒子载体
public class Ball implements Cloneable {
    public float aX;//加速度
    public float aY;//加速度Y
    public float vX;//速度X
    public float vY;//速度Y
    public float x;//点位X
    public float y;//点位Y
    public int color;//颜色
    public float r;//半径
    public long born;//诞生时间

    public Ball clone() {
        Ball clone = null;
        try {
            clone = (Ball) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return clone;
    }
}
复制代码

2.初始化粒子:

坐标分析.png

private int d = 50;//复刻的像素边长
private List<Ball> mBalls = new ArrayList<>();//粒子集合
复制代码
/**
 * 根像素初始化粒子
 * @param bitmap
 * @return
 */
private List<Ball> initBall(Bitmap bitmap) {
    for (int i = 0; i < bitmap.getHeight(); i++) {
        for (int j = 0; j < bitmap.getWidth(); j++) {
            Ball ball = new Ball();
            ball.x = i * d + d / 2;
            ball.y = j * d + d / 2;
            ball.color = bitmap.getPixel(i, j);
            mBalls.add(ball);
        }
    }
    return mBalls;
}
复制代码

3.正方形粒子的绘制(原图复刻):

原图复刻.png

@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
    super.onDraw(canvas);
    canvas.save();
    canvas.translate(mCoo.x, mCoo.y);
    for (Ball ball : mBalls) {
        mPaint.setColor(ball.color);
        canvas.drawRect(
                ball.x - d / 2, ball.y - d / 2, ball.x + d / 2, ball.y + d / 2, mPaint);
    }
    canvas.restore();
    HelpDraw.draw(canvas, mGridPicture, mCooPicture);
}
复制代码

4.复刻其他图片资源文件

只要是bitmap就行了,我们可以decode图片变成Bitmap
注意:此处只是演示,画一张bitmap还是用原生的好,像素级的粒子化由它的优势,比如运动

//加载图片数组
mBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.mipmap.iv_200x200);
initBall(mBitmap);
复制代码

原图复刻图片资源.png


5.圆形复刻

这里的4中的图片已经不是bitmap了,而是由一个个小正方形堆积成的东西,这些小正方形拥有自己的颜色
然而我们可以利用它实现一些好玩的东西,比如不画正方形,画个圆怎么样?
现在你明白像素级操作什么了吧。也许你会感叹,还能怎么玩,先把下巴收回去,后面还有更惊叹的呢。

圆形复刻图片资源.png

 for (Ball ball : mBalls) {
     mPaint.setColor(ball.color);
     canvas.drawCircle(ball.x, ball.y, d/2, mPaint);
 }
复制代码

6.其他形状复刻

你可以用任意的图形更换粒子单元,或者各种形状的粒子混合适用,全凭你的操作
像素单元都在你的手上了,还有什么不能做。

五角星复刻图片资源.png

for (int i = 0; i < mBalls.size(); i++) {
    canvas.save();
    int line = i % mBitmap.getHeight();
    int row = i / mBitmap.getWidth();
    canvas.translate(row * 2 * d, line * 2 * d);
    mPaint.setColor(mBalls.get(i).color);
    canvas.drawPath(CommonPath.nStarPath(5, d, d / 2), mPaint);
    canvas.restore();
}
复制代码

三、关于颜色操作:

Color篇中详细介绍了使用ColorFilterColorMatrix改变图片颜色
这里既然拿到了小球颜色,那么统一改变一下小球的颜色则何如?
注:以下属于改变颜色的旁门左道,主要为了演示。正规还是用ColorFilterColorMatrix

颜色处理.png

1.下面是图片黑白化的算法

以前在JavaScript用过,在Python用过,现在终于用到java上了,不免感慨,语言无界限,真理永恒
所以大家最好收集一下相关的真理,不管何时都不会过时,也不会错误,就像1+1=2

/**
 * 根像素初始化粒子
 *
 * @param bitmap
 * @return
 */
private List<Ball> initBall(Bitmap bitmap) {
    for (int i = 0; i < bitmap.getHeight(); i++) {
        for (int j = 0; j < bitmap.getWidth(); j++) {
            Ball ball = new Ball();
            ball.x = i * d + d / 2;
            ball.y = j * d + d / 2;
            //获取像素点的a、r、g、b
            int color_i_j = bitmap.getPixel(i, j);
            int a = Color.alpha(color_i_j);
            int r = Color.red(color_i_j);
            int g = Color.green(color_i_j);
            int b = Color.blue(color_i_j);
        
            ball.color = blackAndWhite(a, r, g, b);
            mBalls.add(ball);
        }
    }
    return mBalls;
}

/**
 * 配凑黑白颜色
 */
private int blackAndWhite(int a, int r, int g, int b) {
    //拼凑出新的颜色
    int grey = (int) (r * 0.3 + g * 0.59 + b * 0.11);
    if (grey > 255 / 2) {
        grey = 255;
    } else {
        grey = 0;
    }
    return Color.argb(a, grey, grey, grey);
}
复制代码
2.灰色处理函数
/**
 * 配凑灰颜色
 */
private int grey(int a, int r, int g, int b) {
    //拼凑出新的颜色
    int grey = (int) (r * 0.3 + g * 0.59 + b * 0.11);
    return Color.argb(a, grey, grey, grey);
}
复制代码
3.颜色反转
//颜色反转
private int reverse(int a, int r, int g, int b) {
    //拼凑出新的颜色
    return Color.argb(a, 255-r, 255-g, 255-b);
}
复制代码

四、粒子运动

到了最重要的地方了,让小球动起来的核心分析见Android原生绘图之让你了解View的运动:

重力扩散.gif

1.将一个图片粒子化的方法

这里速度x方向是正负等概率随机数值,所以粒子会呈现左右运动趋势
有一定的y方向速度,但加速度aY向下,导致粒子向下运动,综合效果就是两边四散加坠落
要改变粒子的运动方式,只要改变粒子的这些参数就行了。

/**
 * 根像素初始化粒子
 *
 * @param bitmap
 * @return
 */
private void initBall(Bitmap bitmap) {
    for (int i = 0; i < bitmap.getHeight(); i++) {
        for (int j = 0; j < bitmap.getWidth(); j++) {
            Ball ball = new Ball();//产生粒子---每个粒子拥有随机的一些属性信息
            ball.x = i * d + d / 2;
            ball.y = j * d + d / 2;
            ball.vX = (float) (Math.pow(-1, Math.ceil(Math.random() * 1000)) * 20 * Math.random());
            ball.vY = rangeInt(-15, 35);
            ball.aY = 0.98f;
            ball.color = bitmap.getPixel(i, j);
            ball.born = System.currentTimeMillis();
            mBalls.add(ball);
        }
    }
}
复制代码
2.更新小球
/**
 * 更新小球
 */
private void updateBall() {
    for (int i = 0; i < mBalls.size(); i++) {
        Ball ball = mBalls.get(i);
        if (System.currentTimeMillis() - mRunTime > 2000) {
            mBalls.remove(i);
        }
        ball.x += ball.vX;
        ball.y += ball.vY;
        ball.vY += ball.aY;
        ball.vX += ball.aX;
    }
}
复制代码
3.初始化时间流:ValueAnimator
//初始化时间流ValueAnimator
mAnimator = ValueAnimator.ofFloat(0, 1);
mAnimator.setRepeatCount(-1);
mAnimator.setDuration(2000);
mAnimator.setInterpolator(new LinearInterpolator());
mAnimator.addUpdateListener(animation -> {
    updateBall();//更新小球位置
    invalidate();
});
复制代码
4.点击开启ValueAnimator
@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent event) {
    switch (event.getAction()) {
        case MotionEvent.ACTION_DOWN:
            mRunTime = System.currentTimeMillis();//记录点击时间
            mAnimator.start();
            break;
    }
    return true;
}
复制代码

好了,本篇就到这里,你是不是更清楚Bitmap是什么了?
希望本文可以给你一点灵感,你能做出更酷炫的东西。


后记:捷文规范

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