Android|毛玻璃效果在Android的实现

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毛玻璃效果实际上是对原图片的严重劣化,突出朦胧感,一般都是通过图片的缩放+模糊算法来实现,从性能角度考虑,模糊半径不能大于25,所以要更高的模糊效果则需要进行缩放。具体实现方案有以下几种。

  • Java实现,一般都是采用Stack模糊算法
  • RenderScript实现
  • Native实现
  • OpenCV或者OpenGL实现,由于其复杂度,本文暂不讨论该方案
关于模糊算法及上面各种方案的性能分析可以参考Android动态模糊实现的研究这篇文章
1、Java实现
Java代码实现毛玻璃效果基本上都是采用的Stack模糊算法,该算法比高斯模糊均值模糊算法更高效,效果更好。实现代码如下。
public static Bitmap doBlur(Bitmap sentBitmap, int radius, boolean canReuseInBitmap) {// Stack Blur v1.0 from // http://www.quasimondo.com/StackBlurForCanvas/StackBlurDemo.html // // Java Author: Mario Klingemann // http://incubator.quasimondo.com // created Feburary 29, 2004 // Android port : Yahel Bouaziz // http://www.kayenko.com // ported april 5th, 2012// This is a compromise between Gaussian Blur and Box blur // It creates much better looking blurs than Box Blur, but is // 7x faster than my Gaussian Blur implementation. // // I called it Stack Blur because this describes best how this // filter works internally: it creates a kind of moving stack // of colors whilst scanning through the image. Thereby it // just has to add one new block of color to the right side // of the stack and remove the leftmost color. The remaining // colors on the topmost layer of the stack are either added on // or reduced by one, depending on if they are on the right or // on the left side of the stack. // // If you are using this algorithm in your code please add // the following line: // // Stack Blur Algorithm by Mario Klingemann Bitmap bitmap; if (canReuseInBitmap) { bitmap = sentBitmap; } else { bitmap = sentBitmap.copy(sentBitmap.getConfig(), true); }if (radius < 1) { return (null); }int w = bitmap.getWidth(); int h = bitmap.getHeight(); int[] pix = new int[w * h]; bitmap.getPixels(pix, 0, w, 0, 0, w, h); int wm = w - 1; int hm = h - 1; int wh = w * h; int div = radius + radius + 1; int r[] = new int[wh]; int g[] = new int[wh]; int b[] = new int[wh]; int rsum, gsum, bsum, x, y, i, p, yp, yi, yw; int vmin[] = new int[Math.max(w, h)]; int divsum = (div + 1) >> 1; divsum *= divsum; int dv[] = new int[256 * divsum]; for (i = 0; i < 256 * divsum; i++) { dv[i] = (i / divsum); }yw = yi = 0; int[][] stack = new int[div][3]; int stackpointer; int stackstart; int[] sir; int rbs; int r1 = radius + 1; int routsum, goutsum, boutsum; int rinsum, ginsum, binsum; for (y = 0; y < h; y++) { rinsum = ginsum = binsum = routsum = goutsum = boutsum = rsum = gsum = bsum = 0; for (i = -radius; i <= radius; i++) { p = pix[yi + Math.min(wm, Math.max(i, 0))]; sir = stack[i + radius]; sir[0] = (p & 0xff0000) >> 16; sir[1] = (p & 0x00ff00) >> 8; sir[2] = (p & 0x0000ff); rbs = r1 - Math.abs(i); rsum += sir[0] * rbs; gsum += sir[1] * rbs; bsum += sir[2] * rbs; if (i > 0) { rinsum += sir[0]; ginsum += sir[1]; binsum += sir[2]; } else { routsum += sir[0]; goutsum += sir[1]; boutsum += sir[2]; } } stackpointer = radius; for (x = 0; x < w; x++) {r[yi] = dv[rsum]; g[yi] = dv[gsum]; b[yi] = dv[bsum]; rsum -= routsum; gsum -= goutsum; bsum -= boutsum; stackstart = stackpointer - radius + div; sir = stack[stackstart % div]; routsum -= sir[0]; goutsum -= sir[1]; boutsum -= sir[2]; if (y == 0) { vmin[x] = Math.min(x + radius + 1, wm); } p = pix[yw + vmin[x]]; sir[0] = (p & 0xff0000) >> 16; sir[1] = (p & 0x00ff00) >> 8; sir[2] = (p & 0x0000ff); rinsum += sir[0]; ginsum += sir[1]; binsum += sir[2]; rsum += rinsum; gsum += ginsum; bsum += binsum; stackpointer = (stackpointer + 1) % div; sir = stack[(stackpointer) % div]; routsum += sir[0]; goutsum += sir[1]; boutsum += sir[2]; rinsum -= sir[0]; ginsum -= sir[1]; binsum -= sir[2]; yi++; } yw += w; } for (x = 0; x < w; x++) { rinsum = ginsum = binsum = routsum = goutsum = boutsum = rsum = gsum = bsum = 0; yp = -radius * w; for (i = -radius; i <= radius; i++) { yi = Math.max(0, yp) + x; sir = stack[i + radius]; sir[0] = r[yi]; sir[1] = g[yi]; sir[2] = b[yi]; rbs = r1 - Math.abs(i); rsum += r[yi] * rbs; gsum += g[yi] * rbs; bsum += b[yi] * rbs; if (i > 0) { rinsum += sir[0]; ginsum += sir[1]; binsum += sir[2]; } else { routsum += sir[0]; goutsum += sir[1]; boutsum += sir[2]; }if (i < hm) { yp += w; } } yi = x; stackpointer = radius; for (y = 0; y < h; y++) { // Preserve alpha channel: ( 0xff000000 & pix[yi] ) pix[yi] = (0xff000000 & pix[yi]) | (dv[rsum] << 16) | (dv[gsum] << 8) | dv[bsum]; rsum -= routsum; gsum -= goutsum; bsum -= boutsum; stackstart = stackpointer - radius + div; sir = stack[stackstart % div]; routsum -= sir[0]; goutsum -= sir[1]; boutsum -= sir[2]; if (x == 0) { vmin[y] = Math.min(y + r1, hm) * w; } p = x + vmin[y]; sir[0] = r[p]; sir[1] = g[p]; sir[2] = b[p]; rinsum += sir[0]; ginsum += sir[1]; binsum += sir[2]; rsum += rinsum; gsum += ginsum; bsum += binsum; stackpointer = (stackpointer + 1) % div; sir = stack[stackpointer]; routsum += sir[0]; goutsum += sir[1]; boutsum += sir[2]; rinsum -= sir[0]; ginsum -= sir[1]; binsum -= sir[2]; yi += w; } }bitmap.setPixels(pix, 0, w, 0, 0, w, h); return (bitmap); }

由于是Java实现的,所以该方案不存在兼容性问题,也正因为是Java实现的,所以性能不会很好。因此该方案一般作为降级方案使用。
2、RenderScript实现
RenderScript是一个在Android上以高性能运行计算密集型任务的框架。它对执行图像处理,计算摄影或计算机视觉的应用程序尤其有用。RenderScript提供了一个实现高斯模糊的类ScriptIntrinsicBlur,代码如下。
public Bitmap blurBitmap(Bitmap bitmap, int radius) { //创建一个空bitmap,其大小与我们想要模糊的bitmap大小相同 Bitmap outBitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight(), Bitmap.Config.ARGB_8888); //实例化一个新的Renderscript RenderScript rs = RenderScript.create(getApplicationContext()); //创建Allocation对象 Allocation allIn = Allocation.createFromBitmap(rs, bitmap); Allocation allOut = Allocation.createFromBitmap(rs, outBitmap); //创建ScriptIntrinsicBlur对象,该对象实现了高斯模糊算法 ScriptIntrinsicBlur blurScript = ScriptIntrinsicBlur.create(rs, Element.U8_4(rs)); //设置模糊半径,0

由于RenderScript的最低支持版本是11,但很多方法都是在17及以后添加的,所以使用RenderScript的最低版本应该为17。但如果要向下兼容则需要使用谷歌提供的向下兼容库——android.support.v8.renderscript。由于该库会明显增加APK大小,所以慎重使用。
关于更多RenderScript内容可以去官网查看。
3、开源项目
3.1、Blurry的使用 Blurry是GitHub一个比较热门的毛玻璃效果实现库。首先导入该库。
dependencies { compile 'jp.wasabeef:blurry:3.x.x' }

由于该库并没有使用RenderScript的向下兼容库,所以不会导入一些so文件,也就不会增加APK大小。
Blurry在使用上是非常简单的,只要使用过Glide,基本上就能快速上手。使用方式如下。
//for ViewGroup Blurry.with(context) .radius(10)//模糊半径 .sampling(8)//缩放大小,先缩小再放大 .color(Color.argb(66, 255, 255, 0))//颜色 .async()//是否异步 .animate(500)//显示动画,目前仅支持淡入淡出,默认时间是300毫秒,仅支持传入控件为ViewGroup .onto(viewGroup); //for view Blurry.with(context) .radius(10)//模糊半径 .sampling(8)//缩放大小,先缩小再放大 .color(Color.argb(66, 255, 255, 0))//颜色 .async()//是否异步 .capture(view)//传入View .into(view); //显示View //for bitmap Blurry.with(context) .radius(10)//模糊半径 .sampling(8)//缩放大小,先缩小再放大 .color(Color.argb(66, 255, 255, 0))//颜色 .async()//是否异步 .from(bitmap)//传入bitmap .into(view); //显示View

想必到这里就能很熟练的使用Blurry了吧。前面介绍过毛玻璃的实现原理,那么Blurry是怎么来实现毛玻璃效果的尼?其实它就是通过RenderScript+Java来实现的。来看它的Blur类,在该类的of方法中实现了毛玻璃效果。
public static Bitmap of(Context context, Bitmap source, BlurFactor factor) { int width = factor.width / factor.sampling; int height = factor.height / factor.sampling; if (Helper.hasZero(width, height)) { return null; }Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(width, height, Bitmap.Config.ARGB_8888); Canvas canvas = new Canvas(bitmap); //进行缩放 canvas.scale(1 / (float) factor.sampling, 1 / (float) factor.sampling); Paint paint = new Paint(); paint.setFlags(Paint.FILTER_BITMAP_FLAG | Paint.ANTI_ALIAS_FLAG); PorterDuffColorFilter filter = new PorterDuffColorFilter(factor.color, PorterDuff.Mode.SRC_ATOP); //设置颜色 paint.setColorFilter(filter); canvas.drawBitmap(source, 0, 0, paint); if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) { //如果当前sdk版本大于17则采用RenderScript实现毛玻璃效果 try { bitmap = Blur.rs(context, bitmap, factor.radius); } catch (RSRuntimeException e) { //当RenderScript出现意外时,采用Java代码来实现毛玻璃效果 bitmap = Blur.stack(bitmap, factor.radius, true); } } else {//如果当前sdk版本小于等于17则采用Java来实现毛玻璃效果 bitmap = Blur.stack(bitmap, factor.radius, true); } ... }

可以发现上面代码是在对Bitmap缩放后进行处理的,由于RenderScript的兼容性限制,所以采用了Java实现作为降级方案,因此该库不会存在兼容性问题。实现效果如下。
Android|毛玻璃效果在Android的实现
文章图片

可以发现Blurry仅支持在本地图片上实现毛玻璃效果,那么如何对网络图片实现毛玻璃效果尼?可以参考glide-transformations、picasso-transformations、fresco-processors这三个库的实现,由于它们与Blurry的作者是同一人。所以它们的实现原理与Blurry一样,但有一点需要注意,glide-transformations有使用RenderScript的向下兼容库,所以会明显增加APK大小。
3.2、blurkit-android的使用 blurkit-android也是GitHub上比较热门的毛玻璃效果实现库。首先导入该库。
dependencies { implementation 'io.alterac.blurkit:blurkit:1.1.1' }

blurkit-android有两种使用方式,使用BlurLayout控件或者直接对View及Bitmap进行高斯模糊。
先来看BlurLayout的使用,非常简单。

当然仅在xml文件中定义还不够,还需要在onStartonStop中开启与暂停。
@Override protected void onStart() { super.onStart(); blurLayout.startBlur(); blurLayout.lockView(); }@Override protected void onStop() { super.onStop(); blurLayout.pauseBlur(); }

根据以上代码就可以使用BlurLayout控件。把BlurLayout作为遮罩,效果还是蛮不错的。效果如下。
Android|毛玻璃效果在Android的实现
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关于直接对View及Bitmap进行高斯模糊的使用就更简单了。
//进行BlurKit初始化,在Application中初始化 BlurKit.init(this); //通过RenderScript进行高斯模糊并返回一个bitmap,iv1可以是一个View,也可以是一个ViewGroup,25是模糊半径 Bitmap bt=BlurKit.getInstance().blur(iv1, 25); //通过RenderScript进行高斯模糊并返回一个bitmap,传入的是一个bitmap,25是模糊半径 Bitmap bt=BlurKit.getInstance().blur(bitmap, 25); //通过RenderScript进行高斯模糊并返回一个bitmap,iv1可以是一个View,也可以是一个ViewGroup,25是模糊半径,2代表缩放比例,如果值太大可能会出现OOM Bitmap bt=BlurKit.getInstance().fastBlur(iv1,25,2)

【Android|毛玻璃效果在Android的实现】通过上面的说明想必了解blurkit-android的使用了。当然blurkit-android的毛玻璃实现原理也很简单,通过RenderScript来实现的。
//在类BlurKit中 public Bitmap blur(Bitmap src, int radius) { final Allocation input = Allocation.createFromBitmap(rs, src); final Allocation output = Allocation.createTyped(rs, input.getType()); final ScriptIntrinsicBlur script = ScriptIntrinsicBlur.create(rs, Element.U8_4(rs)); script.setRadius(radius); script.setInput(input); script.forEach(output); output.copyTo(src); return src; }

下面就来说明一下blurkit-android中存在的一些问题。
  • 要使用blurkit-android的1.1.1版本(目前最新版本),不要使用1.1.0版本(虽然GitHub上的使用文档还是1.1.0)。因为使用1.1.1版本时minSdkVersion的值可以是17,而使用1.1.0版本时minSdkVersion的值必须是21。
  • 在使用时建议直接拉取源码,因为通过依赖的方式会导入RenderScript兼容包所需的一些so文件,从而增加APK大小,虽然这些文件并没有用到。
  • BlurLayoutblk_fps属性要慎重设置,因为BlurLayout会每隔(1000/fps)的时间重新绘制一次,也就是BlurLayout会不停的重新绘制,就会消耗一定的CPU。如果fps为0则绘制一次即可。
  • blurkit-android的目前的代码中(包括最新版本),BlurLayoutblk_alpha属性并不能使用。因为在代码中存在类型转换错误。英语好的同学可以去提issue
BlurLayout中,blk_alpha属性的类型是float,但在获取值时却以dimension的类型来接收,所以就会出现类型转换错误。
...

public BlurLayout(Context context, AttributeSet attrs) { super(context, attrs); ... try { //其实blk_alpha的类型是float,把这里的getDimension改成getFloat即可 mAlpha = a.getDimension(R.styleable.BlurLayout_blk_alpha, DEFAULT_ALPHA); } finally { a.recycle(); } ... }

3.3、其他开源项目 前面讲了2个GitHub上比较热门的开源项目实现,但这两个项目基本上都是通过RenderScript或者RenderScript+Java来实现毛玻璃效果的。那么如果要通过NDK或者OpenGL来实现尼?下面就来简单介绍几个通过NDK或者OpenGL来实现毛玻璃效果的开源项目。
  • android-stackblur是GitHub一个比较热门的毛玻璃效果开源项目,但使用起来就要麻烦一点。它没有现成的包可以导入,需要直接复制代码到应用中,所以也需要我们自己来编译so文件。它采用了Java+RenderScript兼容包+NDK来实现毛玻璃效果。NDK实现是Stack模糊算法的C语言版本。需要注意一点的是,在该项目里不能直接编译so文件,需要将blur.c及*.mk文件拿出来单独编译。
  • HokoBlur这个开源项目虽然star不多,但是也挺有意思的,它不仅有Stack模糊高斯模糊均值模糊这三种算法的实现,也有它们的Java版本、C语言版本、RenderScript及OpenGL版本。虽然在使用上难度不是很大,但学习起来就有一定难度。
有兴趣的话可以去看看上面两个项目,当然需要一定的C语言基础。
4、总结
到这里想必对Android中毛玻璃效果的实现及原理有了一定的了解,那么在应用中该如何选择实现方案尼?本着以现有轮子优先的原则,下面给出一个选择参考。
  • 如果对Bitmap或者View进行模糊处理则优先使用Blurry
  • 如果要遮罩效果,则优先使用blurkit-android,虽然它有点小坑,但完全可以自己解决
  • 如果要对网络图片进行模糊处理,可以参考glide-transformationspicasso-transformationsfresco-processors这三个项目,但不建议直接导入,毕竟仅为一个毛玻璃效果而导入整个库,有点不划算。
  • 如果想要自己来实现毛玻璃效果,可以参考android-stackblurHokoBlur这两个项目
【参考资料】
Android图像处理 - 高斯模糊的原理及实现

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