【GoCN酷Go推薦】Golang 圖片處理 — image 庫(kù)

在開(kāi)發(fā)中，有時(shí)會(huì)遇到對(duì)圖片的處理需求，在 Python中， PIL/Pillow  庫(kù)非常強(qiáng)大和易用。

而 Golang 語(yǔ)言中，處理圖片的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù) image也可以實(shí)現(xiàn)一些基本操作。

image 庫(kù)支持常見(jiàn)的 PNG、JPEG、GIF 等格式的圖片處理， 可以對(duì)圖片進(jìn)行讀取、裁剪、繪制、生成等操作。

讀取

圖片的讀取，和文件的讀取類(lèi)似，只需要使用 os.Open()函數(shù)，獲取一個(gè)輸入流，然后將數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼操作。

需要注意的是，在解碼階段，要將不同類(lèi)型的圖片的解碼器先進(jìn)行注冊(cè)，這樣才不會(huì)報(bào)unknown format 的錯(cuò)誤。

package main

import (
 "fmt"
 "image"
 _ "image/png"
 "os"
)

func main() {
 f, err := os.Open("./gopher.png")
 if err != nil {
  panic(err)
 }
 img, formatName, err := image.Decode(f)
 if err != nil {
  panic(err)
 }
 fmt.Println(formatName)
 fmt.Println(img.Bounds())
 fmt.Println(img.ColorModel())
}

Decode 方法返回的第一個(gè)值是一個(gè) image.Image類(lèi)型接口。不同的顏色模型的圖片返回不同類(lèi)型的值。該接口有三個(gè)方法：

type Image interface {
  ColorModel() color.Model // 返回圖片的顏色模型
  Bounds() Rectangle     // 返回圖片的長(zhǎng)寬
  At(x, y int) color.Color // 返回(x,y)像素點(diǎn)的顏色
}

image 庫(kù)中很多結(jié)構(gòu)都實(shí)現(xiàn)了該接口，對(duì)于一些標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的功能，我們也可以自己實(shí)現(xiàn)該接口去滿(mǎn)足。

新建

如果是需要新建一個(gè)圖片，可以使用image.NewRGBA()方法。

img := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, 300, 300))

這里的 NewRGBA方法返回的是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了 image.Image接口的 image.RGBA類(lèi)型數(shù)據(jù)。這里是一個(gè)300*300的透明背景的圖片。

保存圖片和保存文件也類(lèi)似，需要先將圖片編碼，然后以數(shù)據(jù)流的形式寫(xiě)入文件。

img := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, 300, 300))

outFile, err := os.Create("gopher2.png")
defer outFile.Close()
if err != nil {
  panic(err)
}
b := bufio.NewWriter(outFile)
err = png.Encode(b, img)
if err != nil {
  panic(err)
}
err = b.Flush()
if err != nil {
  panic(err)
}

圖片的裁剪主要使用SubImage()方法，如下：

img := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, 300, 300))
subImage := img.SubImage(image.Rect(0, 0, 20, 20))

該方法將從創(chuàng)建的300 * 300的圖片裁剪出20 * 20 像素的子圖片。

繪制圖片主要使用到 draw.Draw和draw.DrawMask方法。

func Draw(dst Image, r image.Rectangle, src image.Image, sp image.Point, op Op)

func DrawMask(dst Image, r image.Rectangle, src image.Image, sp image.Point, mask image.Image, mp image.Point, op Op)

Draw

Draw方法各個(gè)參數(shù)含義如下：

• dst  繪圖的背景圖
• r  背景圖的繪圖區(qū)域
• src  要繪制的圖
• sp  src 對(duì)應(yīng)的繪圖開(kāi)始點(diǎn)
• op 組合方式

以下代碼是將一個(gè) Gopher 的圖案繪制到了一張黑色背景空白圖的左上角。

f, err := os.Open("./gopher.png")
if err != nil {
  panic(err)
}
gopherImg, _, err := image.Decode(f) // 打開(kāi)圖片

img := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, 300, 300))
for x := 0; x < img.Bounds().Dx(); x++ {    // 將背景圖涂黑
  for y := 0; y < img.Bounds().Dy(); y++ {
    img.Set(x, y, color.Black)
  }
}
draw.Draw(img, img.Bounds(), gopherImg, image.Pt(0, 0), draw.Over) // 將gopherImg繪制到背景圖上

DrawMask

DrawMask方法多了一個(gè)遮罩蒙層參數(shù)mask，以及蒙層的起始位置參數(shù) mp。

Draw方法是 DrawMask的一種特殊形式，當(dāng) DrawMask 的 mask 參數(shù)為nil時(shí)，即為Draw方法。

DrawMask將背景圖上的繪圖區(qū)域起始點(diǎn)、要繪制圖的起始點(diǎn)、遮罩蒙層的起始點(diǎn)進(jìn)行對(duì)齊，然后對(duì)背景圖上的繪圖矩陣區(qū)域執(zhí)行 Porter-Duff合并操作。

下面是給圖片加一個(gè)圓形遮罩的示例：

func drawCirclePic() {
 f, err := os.Open("./gopher.png")
 if err != nil {
  panic(err)
 }
 gopherImg, _, err := image.Decode(f)


 d := gopherImg.Bounds().Dx()
 
 //將一個(gè)cicle作為蒙層遮罩，圓心為圖案中點(diǎn)，半徑為邊長(zhǎng)的一半
 c := circle{p: image.Point{X: d / 2, Y: d / 2}, r: d / 2} 
 circleImg := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, d, d))
 draw.DrawMask(circleImg, circleImg.Bounds(), gopherImg, image.Point{}, &c, image.Point{}, draw.Over)

 SavePng(circleImg)
}

type circle struct { // 這里需要自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)圓形遮罩，實(shí)現(xiàn)接口里的三個(gè)方法
 p image.Point // 圓心位置
 r int
}

func (c *circle) ColorModel() color.Model {
 return color.AlphaModel
}

func (c *circle) Bounds() image.Rectangle {
 return image.Rect(c.p.X-c.r, c.p.Y-c.r, c.p.X+c.r, c.p.Y+c.r)
}

// 對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行色值設(shè)置，在半徑以?xún)?nèi)的圖案設(shè)成完全不透明
func (c *circle) At(x, y int) color.Color {
 xx, yy, rr := float64(x-c.p.X)+0.5, float64(y-c.p.Y)+0.5, float64(c.r)
 if xx*xx+yy*yy < rr*rr {
  return color.Alpha{A: 255}
 }
 return color.Alpha{}
}

給圖片加一個(gè)圓角遮罩的示例：

func drawRadiusPic() {
 f, err := os.Open("./gopher.png")
 if err != nil {
  panic(err)
 }
 gopherImg, _, err := image.Decode(f)

 w := gopherImg.Bounds().Dx()
 h := gopherImg.Bounds().Dy()

 c := radius{p: image.Point{X: w, Y: h}, r: int(40)}
 radiusImg := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, w, h))
 draw.DrawMask(radiusImg, radiusImg.Bounds(), gopherImg, image.Point{}, &c, image.Point{}, draw.Over)

 SavePng(radiusImg)
}

type radius struct {
 p image.Point // 矩形右下角位置
 r int
}

func (c *radius) ColorModel() color.Model {
 return color.AlphaModel
}

func (c *radius) Bounds() image.Rectangle {
 return image.Rect(0, 0, c.p.X, c.p.Y)
}

// 對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行色值設(shè)置，分別處理矩形的四個(gè)角，在四個(gè)角的內(nèi)切圓的外側(cè)，色值設(shè)置為全透明，其他區(qū)域不透明
func (c *radius) At(x, y int) color.Color {
 var xx, yy, rr float64
 var inArea bool
 // left up
 if x <= c.r && y <= c.r {
  xx, yy, rr = float64(c.r-x)+0.5, float64(y-c.r)+0.5, float64(c.r)
  inArea = true
 }
 // right up
 if x >= (c.p.X-c.r) && y <= c.r {
  xx, yy, rr = float64(x-(c.p.X-c.r))+0.5, float64(y-c.r)+0.5, float64(c.r)
  inArea = true
 }
 // left bottom
 if x <= c.r && y >= (c.p.Y-c.r) {
  xx, yy, rr = float64(c.r-x)+0.5, float64(y-(c.p.Y-c.r))+0.5, float64(c.r)
  inArea = true
 }
 // right bottom
 if x >= (c.p.X-c.r) && y >= (c.p.Y-c.r) {
  xx, yy, rr = float64(x-(c.p.X-c.r))+0.5, float64(y-(c.p.Y-c.r))+0.5, float64(c.r)
  inArea = true
 }

 if inArea && xx*xx+yy*yy >= rr*rr {
  return color.Alpha{}
 }
 return color.Alpha{A: 255}
}

在圖案進(jìn)行圓形、圓角繪制的過(guò)程中，因?yàn)樽钚挝皇?px，所以可能會(huì)有鋸齒邊緣的問(wèn)題，解決這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)先將原圖放大，遮罩后再縮小來(lái)解決。

The Go image/draw package - The Go Blog (golang.org)https://blog.golang.org/image-draw)

Porter-Duff blend 模式 - Xamarin | Microsoft Docs（https://docs.microsoft.com/zh-tw/xamarin/xamarin-forms/user-interface/graphics/skiasharp/effects/blend-modes/porter-duff）