UWP 手繪視頻創作工具技術分享系列 - 位圖的繪制


前面我們針對 SVG 的解析和繪制做了介紹,SVG 是圖片的一種形式,而另一種很重要的圖片是:位圖,包括 png、jpeg、bmp 等格式。位圖的基本規則是,組成的基本元素是像素點,由寬度 * 高度個像素組成,每個像素存儲了一個點的顏色和位置信息,顏色信息可以是 ARGB、RGBA、BGR 或 YUV 等組成。在手繪視頻中,位圖也是一種很重要的表現形式,因為我們在網上下載的圖片,或者自己拍攝的照片,都是位圖形式,我們可以用它來做成相冊類型的視頻等等。下面看一個用戶使用來畫Pro制作的視頻中的截圖,用戶制作的是一個旅游方面的視頻,每個景點的圖片都是位圖,人物也有一部分位圖,這就是位圖在手繪視頻中的一種表現形式:

 

下面來詳細介紹一下位圖在手繪視頻中的普通繪制方式:

一般來講,如果對於位圖的處理會簡單粗暴一些,就是采用一種默認的方式,而不是圖片信息包含的路徑數據(因為位圖本身沒有路徑數據),來繪制位圖,比如從位圖的左上角開始,按照固定的間隔繪制直至位圖的右下角完畢。繪制過程效果如下圖:

  

我們看到上面一張 png 位圖的繪制過程,從左上角開始,以某個角度的傾斜完成左到右的畫筆描繪,而以另一個相近的角度完成從右到左的畫筆繪制,最終到完成整個位圖的繪制。而這整個過程的處理流程和示意圖如下:

其中,初始化圖片資源和動畫路徑數據,分別用到 CanvasBitmap 和 CanvasGeometry;而轉換繪制動畫路徑的點集使用 CanvasGeometry.ComputePointOnPath(float distance),最終得到的 distance 就是繪制的總長度;而繪制過程使用的是 CompositeEffect。

以上是所謂簡單粗暴的處理方式,作為一個 bige 高的專業工具,怎么可能沒有專業的處理方式呢,往下看:

在應用內,我們提供了兩種方式來獲取位圖的路徑數據,一種是利用 OpenCV 獲取圖片的物體邊緣數據,另一種是讓用戶自己定義想以怎樣的路徑描繪位圖。

第一種很容易理解,首先膜拜一下 OpenCV,計算機視覺方面的神器,我們這里使用的就是 OpenCV 的邊緣檢測方法,它和圖像平滑算法相反,是一種“高通濾波器”,去檢測圖像中像素跨度很大的點組成的邊緣,例如物體景觀的深度不連續,多面體表面方向的不連續,光照和陰影的臨界,物體表面材質不一致的臨界等,使用的方法有 Sobel,Laplacian 和 Canny,我們使用的是 Canny,效果如下圖:

  

位圖按照檢測到的邊緣路徑一點點描繪出來,只有路徑划過的地方才顯示位圖,這樣就有了路徑描繪的視覺感受。其實這也是畫師在素材制作中一種很常見的方式,在 PS 中處理靜態圖片的特效,處理完成后保存導入到 AI 中,在靜態圖片上面描畫透明路徑,描繪完成后保存成 SVG 文件。這就是一種比較特殊的 SVG,包含了一張位圖作為底圖,而透明路徑的作用,是在路徑描繪時,顯示路徑對應位置的位圖像素。

另外一種方式,更多的由用戶自己來操作實現,相當於把我們的應用當作 AI,用戶自己准備的靜態圖片,放到應用中進行上面所說的路徑描繪,然后直接導入到應用內作為 SVG 使用。應用的界面和操作如下:

  

上面圖1是用戶操作界面,用戶可以指定畫筆的粗細來描繪路徑,描繪完成后,會以圖2到圖3的過程來描述位圖。如圖1中我們指定的路徑是先畫頭像的邊框,再用粗的畫筆描繪頭像的填充,就如圖2和圖3的過程一樣。

上述的兩種處理方式,一個是由系統來檢測位圖的邊緣,另一個是由用戶來指定邊緣,我們計划把兩種方式結合在一起,先由系統檢測,再由用戶補充和糾正,這樣可以減少用戶操作的難度,因為有些位圖的邊緣會很復雜。另外系統檢測的一個缺點就是,邊緣路徑是完全無序,沒有分組的,就是說路徑不會按照物體的區別分組繪制,也不會按照某個固定順序繪制,這都需要我們后續再去處理,根據邊緣路徑的相連屬性去分組,在根據方向上的某個順序去處理排序,當然這還是一種簡單粗暴的處理方法。更深一層的處理,應該是檢測邊緣時,識別物體分類,也就是物體是什么?然后根據這些信息分組和按照分類去排序。這些都是我們后面要做的事情。

位圖的處理方式就介紹到這里了,如果大家有好的處理方法,或者有好的想法,歡迎聯系我,感謝!

 


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