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Android矩陣原理詳解（Matrix,ColorMatrix）

阿新 • • 發佈：2019-02-06

在程式設計中有時候需要對圖片做特殊的處理，比如將圖片做出黑白的，或者老照片的效果，有時候還要對圖片進行變換，以拉伸，扭曲等等。

這些效果在android中有很好的支援，通過顏色矩陣（ColorMatrix）和座標變換矩陣（Matrix）可以完美的做出上面的所說的效果。

下面將分別介紹這兩個矩陣的用法和相關的函式。

顏色矩陣
android中可以通過顏色矩陣（ColorMatrix類）方面的操作顏色，顏色矩陣是一個5x4 的矩陣（如圖1.1）

可以用來方面的修改圖片中RGBA各分量的值，顏色矩陣以一維陣列的方式儲存如下：
 [ a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p, q, r, s, t ]
他通過RGBA四個通道來直接操作對應顏色，如果會使用Photoshop就會知道有時處理圖片通過控制RGBA各顏色通道來做出特殊的效果。

這個矩陣對顏色的作用計算方式如1.3示：


矩陣的運算規則是矩陣A的一行乘以矩陣C的一列作為矩陣R的一行，

C矩陣是圖片中包含的ARGB資訊，R矩陣是用顏色矩陣應用於C之後的新的顏色分量，運算結果如下：
 
R' = a*R + b*G + c*B + d*A + e;
G' = f*R + g*G + h*B + i*A + j;
B' = k*R + l*G + m*B + n*A + o;
A' = p*R + q*G + r*B + s*A + t;
 
顏色矩陣並不是看上去那麼深奧，其實需要使用的引數很少，而且很有規律第一行決定紅色第二行決定綠色

第三行決定藍色，第四行決定了透明度，第五列是顏色的偏移量。下面是一個實際中使用的顏色矩陣。


如果把這個矩陣作用於各顏色分量的話，R=A*C，計算後會發現，各個顏色分量實際上沒有任何的改變(R'=R G'=G B'=B A'=A)。

圖1.5所示矩陣計算後會發現紅色分量增加100，綠色分量增加100，

這樣的效果就是圖片偏黃，因為紅色和綠色混合後得到黃色，黃色增加了100，圖片當然就偏黃了。

改變各顏色分量不僅可以通過修改第5列的顏色偏移量也可如上面矩陣所示將對應的顏色值乘以一個倍數，直接放大。

上圖1.6是將綠色分量乘以2變為原來的2倍。相信讀者至此已經明白瞭如何通過顏色矩陣來改變各顏色分量。

下面編寫一段程式碼來，通過調整顏色矩陣來獲得不同的顏色效果，JavaCode如下：

  1. CMatrix類：    
  2.   publicclass CMatrix extends Activity {    
  3.      private Button change;    
  4.      private EditText [] et=new EditText[20];    
  5.      privatefloat []carray=newfloat[20];    
  6.      private MyImage sv;    
  7.      @Override
  8.      publicvoid onCreate(Bundle savedInstanceState) {    
  9.          super.onCreate(savedInstanceState);    
  10.          setContentView(R.layout.main);    
  11.         change=(Button)findViewById(R.id.set);    
  12.         sv=(MyImage)findViewById(R.id.MyImage);    
  13.         for(int i=0;i<20;i++){    
  14.         et[i]=(EditText)findViewById(R.id.indexa+i);    
  15.         carray[i]=Float.valueOf(et[i].getText().toString());    
  16.         }    
  17.         change.setOnClickListener(l);    
  18.      }    
  19.      private Button.OnClickListener l=new Button.OnClickListener(){    
  20.         @Override
  21.         publicvoid onClick(View arg0) {    
  22.             // TODO Auto-generated method stub  
  23.              getValues();    
  24.             sv.setValues(carray);    
  25.             sv.invalidate();    
  26.         }    
  27.      };    
  28.      publicvoid getValues(){    
  29.          for(int i=0;i<20;i++){    
  30.              carray[i]=Float.valueOf(et[i].getText().toString());    
  31.          }    

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