GPUImage框架使用

GPUImage框架简介

GPUImage框架是一个基于OpenGL ES 2.0的iOS图像和视频处理框架。它充分利用GPU并行计算能力可以实时处理图像和视频，可以让开发者轻松地实现各种滤镜效果。

提供了GPUImageMovie、GPUImageCamera等实时视频输入处理类，方便开发者对实时视频进行滤镜处理。

提供了GPUImagePicture等图像处理类，方便开发者对图像进行滤镜处理。

gitHub地址：https://github.com/BradLarson/GPUImage

GPUImage框架核心类

GPUImageInput：表示输入源。它是所有输入对象的基类，定义了输入源应该具有的基本方法，例如需要处理的图像、需要处理的纹理等。

GPUImageOutput：表示输出源。它是所有输出对象的基类，定义了输出源应该具有的基本方法，例如获取处理后的纹理、获取处理后的图片、获取处理后的视频等。

GPUImageFilter：表示滤镜。它是所有滤镜对象的基类，定义了滤镜应该具有的基本方法，例如设置输入纹理、处理纹理等。

GPUImageFramebuffer：表示帧缓存对象。它是所有帧缓存对象的基类，保存了一个纹理对象和一些其他的数据，可以在需要时输出到屏幕或其他帧缓存中。

GPUImageFramebufferCache：表示帧缓存缓存对象。它是GPUImage框架的帧缓存管理器，可以创建、存储和管理多个帧缓存对象，并且可以在需要时快速地获取和释放帧缓存。

GPUImage框架使用

处理图片

//加载本地需要过滤的图片
let inputImage = UIImage(named: "yourImage.png")
let picture = GPUImagePicture(image: inputImage!)
//创建一个滤镜并加入渲染管道
let filter = GPUImageGrayscaleFilter()
picture.addTarget(filter)
//创建展示滤镜图片的UI控件
let filteredImageView = GPUImageView(frame: view.bounds)
view.addSubview(filteredImageView)
//将滤镜输出链接到GPUImageView
filter.addTarget(filteredImageView)
//开始处理图片并显示
picture.processImage()

处理实时视频

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    //相机
    self.videoCamera = [[GPUImageVideoCamera alloc] initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPreset640x480 cameraPosition:AVCaptureDevicePositionFront];
    self.videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;
    self.videoCamera.horizontallyMirrorFrontFacingCamera = YES;
    //滤镜
    self.filter = [[GPUImageBilateralFilter alloc] init];

    //组合
    [self.videoCamera addTarget:self.filter];

    //展示
    GPUImageView *gpuImageView = [[GPUImageView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];
    [self.view insertSubview:gpuImageView atIndex:0];
    [self.filter addTarget:gpuImageView];
    self.gpuImageView = gpuImageView;

    //相机开始运行
    [self.videoCamera startCameraCapture];
}

处理本地视频

//开始编辑
@IBAction func editMovie(_ sender: Any) {

    let documentDic = FileManager.default.urls(for: .documentDirectory, in: .userDomainMask).first
    let movieOldUrl = documentDic?.appendingPathComponent("Movie4_old.mov")
    let movieNewUrl = documentDic?.appendingPathComponent("Movie4_new.mov")

    let movieFile = GPUImageMovie(url: movieOldUrl!)
    let sepiaFilter = GPUImageSepiaFilter()

    let movieWriter = GPUImageMovieWriter(movieURL: movieNewUrl!, size: CGSizeMake(480.0, 640.0))
    movieWriter?.encodingLiveVideo = true

    movieFile?.addTarget(sepiaFilter)
    sepiaFilter.addTarget(movieWriter)

    movieFile?.startProcessing()
    movieWriter?.startRecording()
}
//结束编辑
@IBAction func finishEdit(_ sender: Any) {
    movieFile?.endProcessing()
    movieWriter?.finishRecording()

    movieFile?.removeTarget(pixellateFilter)
    pixellateFilter.removeTarget(movieWriter)
}

GPUImage集成到本地项目

1.创建.a静态库

打开GPUImage框架中的build.sh文件，运行xcodebuild -showsdks指令，拿到本地sdk的版本号，把版本号设置到IOSSDK_VER="16.1"变量中

使用Xcode打开GPU项目，在Build Settings - Architectures - Excluded Architectures - Release - Any iOS Simulator SDK 设置模拟器静态库中排除arm64架构，否则合并静态库时报架构冲突错误。

打开终端，运行脚本build.sh

在build/GPUImage.framework目录下得到GPUImage的framework静态库

2.引入.a静态库，并使用

把GPUImage的framework静态库手动拖拽到项目的Framework目录下

Frameworks,Libraries,and Embedded Content设置成Do Not Embed, 静态库在链接解决会链接进可执行文件，无需拷贝framework到ipa包中

Edit Scheme - Run - Diagnostics - Metal下去除API Validation的勾

将GPUImage框架所依赖的系统动态库在项目中进行添加。

GPUImage框架过滤器说明

#import "GPUImageBrightnessFilter.h"                //亮度

#import "GPUImageExposureFilter.h"                  //曝光

#import "GPUImageContrastFilter.h"                  //对比度

#import "GPUImageSaturationFilter.h"                //饱和度

 #import "GPUImageGammaFilter.h"                     //伽马线

#import "GPUImageColorInvertFilter.h"               //反色

#import "GPUImageSepiaFilter.h"                     //褐色（怀旧）

#import "GPUImageLevelsFilter.h"                    //色阶

#import "GPUImageGrayscaleFilter.h"                 //灰度

#import "GPUImageHistogramFilter.h"                 //色彩直方图，显示在图片上

#import "GPUImageHistogramGenerator.h"              //色彩直方图

#import "GPUImageRGBFilter.h"                       //RGB

#import "GPUImageToneCurveFilter.h"                 //色调曲线

#import "GPUImageMonochromeFilter.h"                //单色

#import "GPUImageOpacityFilter.h"                   //不透明度

#import "GPUImageHighlightShadowFilter.h"           //提亮阴影

#import "GPUImageFalseColorFilter.h"                //色彩替换（替换亮部和暗部色彩）

#import "GPUImageHueFilter.h"                       //色度

#import "GPUImageChromaKeyFilter.h"                 //色度键

#import "GPUImageWhiteBalanceFilter.h"              //白平横

#import "GPUImageAverageColor.h"                    //像素平均色值

#import "GPUImageSolidColorGenerator.h"             //纯色

#import "GPUImageLuminosity.h"                      //亮度平均

#import "GPUImageAverageLuminanceThresholdFilter.h" //像素色值亮度平均，图像黑白（有类似漫画效果）

#import "GPUImageLookupFilter.h"                    //lookup 色彩调整

#import "GPUImageAmatorkaFilter.h"                  //Amatorka lookup

#import "GPUImageMissEtikateFilter.h"               //MissEtikate lookup

#import "GPUImageSoftEleganceFilter.h"              //SoftElegance lookup

#pragma mark - 图像处理 Handle Image

#import "GPUImageCrosshairGenerator.h"              //十字

#import "GPUImageLineGenerator.h"                   //线条

#import "GPUImageTransformFilter.h"                 //形状变化

#import "GPUImageCropFilter.h"                      //剪裁

#import "GPUImageSharpenFilter.h"                   //锐化

#import "GPUImageUnsharpMaskFilter.h"               //反遮罩锐化

#import "GPUImageFastBlurFilter.h"                  //模糊

#import "GPUImageGaussianBlurFilter.h"              //高斯模糊

#import "GPUImageGaussianSelectiveBlurFilter.h"     //高斯模糊，选择部分清晰

#import "GPUImageBoxBlurFilter.h"                   //盒状模糊

#import "GPUImageTiltShiftFilter.h"                 //条纹模糊，中间清晰，上下两端模糊

#import "GPUImageMedianFilter.h"                    //中间值，有种稍微模糊边缘的效果

#import "GPUImageBilateralFilter.h"                 //双边模糊

#import "GPUImageErosionFilter.h"                   //侵蚀边缘模糊，变黑白

#import "GPUImageRGBErosionFilter.h"                //RGB侵蚀边缘模糊，有色彩

#import "GPUImageDilationFilter.h"                  //扩展边缘模糊，变黑白

#import "GPUImageRGBDilationFilter.h"               //RGB扩展边缘模糊，有色彩

#import "GPUImageOpeningFilter.h"                   //黑白色调模糊

#import "GPUImageRGBOpeningFilter.h"                //彩色模糊

#import "GPUImageClosingFilter.h"                   //黑白色调模糊，暗色会被提亮

#import "GPUImageRGBClosingFilter.h"                //彩色模糊，暗色会被提亮

#import "GPUImageLanczosResamplingFilter.h"         //Lanczos重取样，模糊效果

#import "GPUImageNonMaximumSuppressionFilter.h"     //非最大抑制，只显示亮度最高的像素，其他为黑

#import "GPUImageThresholdedNonMaximumSuppressionFilter.h" //与上相比，像素丢失更多

#import "GPUImageSobelEdgeDetectionFilter.h"        //Sobel边缘检测算法(白边，黑内容，有点漫画的反色效果)

#import "GPUImageCannyEdgeDetectionFilter.h"        //Canny边缘检测算法（比上更强烈的黑白对比度）

#import "GPUImageThresholdEdgeDetectionFilter.h"    //阈值边缘检测（效果与上差别不大）

#import "GPUImagePrewittEdgeDetectionFilter.h"      //普瑞维特(Prewitt)边缘检测(效果与Sobel差不多，貌似更平滑)

#import "GPUImageXYDerivativeFilter.h"              //XYDerivative边缘检测，画面以蓝色为主，绿色为边缘，带彩色

#import "GPUImageHarrisCornerDetectionFilter.h"     //Harris角点检测，会有绿色小十字显示在图片角点处

#import "GPUImageNobleCornerDetectionFilter.h"      //Noble角点检测，检测点更多

#import "GPUImageShiTomasiFeatureDetectionFilter.h" //ShiTomasi角点检测，与上差别不大

#import "GPUImageMotionDetector.h"                  //动作检测

#import "GPUImageHoughTransformLineDetector.h"      //线条检测

#import "GPUImageParallelCoordinateLineTransformFilter.h" //平行线检测

#import "GPUImageLocalBinaryPatternFilter.h"        //图像黑白化，并有大量噪点

#import "GPUImageLowPassFilter.h"                   //用于图像加亮

#import "GPUImageHighPassFilter.h"                  //图像低于某值时显示为黑

#pragma mark - 视觉效果 Visual Effect

#import "GPUImageSketchFilter.h"                    //素描

#import "GPUImageThresholdSketchFilter.h"           //阀值素描，形成有噪点的素描

#import "GPUImageToonFilter.h"                      //卡通效果（黑色粗线描边）

#import "GPUImageSmoothToonFilter.h"                //相比上面的效果更细腻，上面是粗旷的画风

#import "GPUImageKuwaharaFilter.h"                  //桑原(Kuwahara)滤波,水粉画的模糊效果；处理时间比较长，慎用

#import "GPUImageMosaicFilter.h"                    //黑白马赛克

#import "GPUImagePixellateFilter.h"                 //像素化

#import "GPUImagePolarPixellateFilter.h"            //同心圆像素化

#import "GPUImageCrosshatchFilter.h"                //交叉线阴影，形成黑白网状画面

#import "GPUImageColorPackingFilter.h"              //色彩丢失，模糊（类似监控摄像效果）

#import "GPUImageVignetteFilter.h"                  //晕影，形成黑色圆形边缘，突出中间图像的效果

#import "GPUImageSwirlFilter.h"                     //漩涡，中间形成卷曲的画面

#import "GPUImageBulgeDistortionFilter.h"           //凸起失真，鱼眼效果

#import "GPUImagePinchDistortionFilter.h"           //收缩失真，凹面镜

#import "GPUImageStretchDistortionFilter.h"         //伸展失真，哈哈镜

#import "GPUImageGlassSphereFilter.h"               //水晶球效果

#import "GPUImageSphereRefractionFilter.h"          //球形折射，图形倒立

#import "GPUImagePosterizeFilter.h"                 //色调分离，形成噪点效果

#import "GPUImageCGAColorspaceFilter.h"             //CGA色彩滤镜，形成黑、浅蓝、紫色块的画面

#import "GPUImagePerlinNoiseFilter.h"               //柏林噪点，花边噪点

#import "GPUImage3x3ConvolutionFilter.h"            //3x3卷积，高亮大色块变黑，加亮边缘、线条等

#import "GPUImageEmbossFilter.h"                    //浮雕效果，带有点3d的感觉

#import "GPUImagePolkaDotFilter.h"                  //像素圆点花样

#import "GPUImageHalftoneFilter.h"                  //点染,图像黑白化，由黑点构成原图的大致图形

#pragma mark - 混合模式 Blend

#import "GPUImageMultiplyBlendFilter.h"             //通常用于创建阴影和深度效果

#import "GPUImageNormalBlendFilter.h"               //正常

#import "GPUImageAlphaBlendFilter.h"                //透明混合,通常用于在背景上应用前景的透明度

#import "GPUImageDissolveBlendFilter.h"             //溶解

#import "GPUImageOverlayBlendFilter.h"              //叠加,通常用于创建阴影效果

#import "GPUImageDarkenBlendFilter.h"               //加深混合,通常用于重叠类型

#import "GPUImageLightenBlendFilter.h"              //减淡混合,通常用于重叠类型

#import "GPUImageSourceOverBlendFilter.h"           //源混合

#import "GPUImageColorBurnBlendFilter.h"            //色彩加深混合

#import "GPUImageColorDodgeBlendFilter.h"           //色彩减淡混合

#import "GPUImageScreenBlendFilter.h"               //屏幕包裹,通常用于创建亮点和镜头眩光

#import "GPUImageExclusionBlendFilter.h"            //排除混合

#import "GPUImageDifferenceBlendFilter.h"           //差异混合,通常用于创建更多变动的颜色

#import "GPUImageSubtractBlendFilter.h"             //差值混合,通常用于创建两个图像之间的动画变暗模糊效果

#import "GPUImageHardLightBlendFilter.h"            //强光混合,通常用于创建阴影效果

#import "GPUImageSoftLightBlendFilter.h"            //柔光混合

#import "GPUImageChromaKeyBlendFilter.h"            //色度键混合

#import "GPUImageMaskFilter.h"                      //遮罩混合

#import "GPUImageHazeFilter.h"                      //朦胧加暗

#import "GPUImageLuminanceThresholdFilter.h"        //亮度阈

#import "GPUImageAdaptiveThresholdFilter.h"         //自适应阈值

#import "GPUImageAddBlendFilter.h"                  //通常用于创建两个图像之间的动画变亮模糊效果

#import "GPUImageDivideBlendFilter.h"               //通常用于创建两个图像之间的动画变暗模糊效果

#pragma mark - 尚不清楚

#import "GPUImageJFAVoroniFilter.h"

#import "GPUImageVoroniConsumerFilter.h"

参考文章：

https://www.jianshu.com/p/fc39d92fc466