【SkiaSharp绘图03】SKPaint详解（一）BlendMode混合模式、ColorFilter颜色滤镜

文章目录

SKPaint
SKPaint属性
- BlendMode获取或设置混合模式
- - SKBlendMode 枚举成员
  - 效果预览
- Color/ColorF获取或设置前景色
- ColorFilter 颜色滤镜
- - CreateBlendMode 混合模式
  - CreateColorMatrix 颜色转换
  - CreateCompose 组合滤镜
  - CreateHighContrast 高对比度滤镜
  - CreateLighting 照明滤镜
  - CreateLumaColor
  - CreateTable 查表
与Window GDI+对比

SKPaint

定义：

public class SKPaint : SkiaSharp.SKObject

构造函数：

public SKPaint ();
public SKPaint (SkiaSharp.SKFont font);

作用：保存有关如何绘制几何图形、文本和位图的样式和颜色等信息。
效果预览：
SKPaint
（本以为，SKPaint只是包含了GDI+的Pen、Brush的功能，可随着深入了解，它隐藏着更多功能，都不知道给它一个怎样的合适中文名称了)

var canvas = e.Surface.Canvas;
canvas.Clear(SKColors.White);
using (var paint = new SKPaint())
{
    paint.Typeface = SKTypeface.FromFamilyName("宋体");
    paint.TextSize = 48;
    paint.IsAntialias = true;
    paint.Color = SKColors.Red;
    paint.StrokeWidth = 1;
    paint.Style = SKPaintStyle.Stroke;

    const string text = "SkiaSharp绘图";
    canvas.DrawText(text, 10, 48, paint);
    paint.Color = SKColors.Green;
    paint.Style = SKPaintStyle.Fill;
    canvas.DrawText(text, 10, 90, paint);

    paint.TextScaleX = 1.5f;
    paint.Color = SKColors.Blue;
    canvas.DrawText(text, 10, 160, paint);
}

SKPaint属性

BlendMode获取或设置混合模式

SKBlendMode 是 SkiaSharp 中用于指定颜色混合模式的枚举，它决定了绘制操作如何与已有的颜色混合。不同的混合模式可以用来创建各种视觉效果，如透明度、遮罩、滤镜等。

以下是 SKBlendMode 的详细说明，包括每种混合模式的解释及其效果：

SKBlendMode 枚举成员

Clear: 完全清除目标区域，绘制结果是透明的。
- 公式： result = 0
- 效果：目标区域变成透明。
Src: 仅显示源颜色，忽略目标颜色。
- 公式： result = source
- 效果：源颜色完全覆盖目标颜色。
Dst: 仅显示目标颜色，忽略源颜色。
- 公式： result = destination
- 效果：目标颜色保持不变。
SrcOver: 源颜色在目标颜色上绘制，考虑源颜色的透明度。
- 公式： result = source + (1 - sourceAlpha) * destination
- 效果：源颜色在目标颜色上覆盖，源颜色的透明度影响覆盖效果。
DstOver: 目标颜色在源颜色上绘制，考虑目标颜色的透明度。
- 公式： result = destination + (1 - destinationAlpha) * source
- 效果：目标颜色在源颜色上覆盖，目标颜色的透明度影响覆盖效果。
SrcIn: 仅显示目标颜色被源颜色裁剪的部分。
- 公式： result = source * destinationAlpha
- 效果：源颜色仅在目标颜色不透明的地方绘制。
DstIn: 仅显示源颜色被目标颜色裁剪的部分。
- 公式： result = destination * sourceAlpha
- 效果：目标颜色仅在源颜色不透明的地方显示。
SrcOut: 仅显示源颜色不被目标颜色覆盖的部分。
- 公式： result = source * (1 - destinationAlpha)
- 效果：源颜色仅在目标颜色透明的地方绘制。
DstOut: 仅显示目标颜色不被源颜色覆盖的部分。
- 公式： result = destination * (1 - sourceAlpha)
- 效果：目标颜色仅在源颜色透明的地方显示。
SrcATop: 源颜色在目标颜色上方绘制，仅在目标颜色不透明的地方显示源颜色，目标颜色的透明部分显示目标颜色。
- 公式： result = source * destinationAlpha + destination * (1 - sourceAlpha)
- 效果：源颜色在目标颜色上方绘制，目标颜色不透明的部分显示源颜色，透明的部分显示目标颜色。
DstATop: 目标颜色在源颜色上方绘制，仅在源颜色不透明的地方显示目标颜色，源颜色的透明部分显示源颜色。
- 公式： result = destination * sourceAlpha + source * (1 - destinationAlpha)
- 效果：目标颜色在源颜色上方绘制，源颜色不透明的部分显示目标颜色，透明的部分显示源颜色。
Xor: 仅显示源颜色和目标颜色中不重叠的部分。
- 公式： result = source * (1 - destinationAlpha) + destination * (1 - sourceAlpha)
- 效果：源颜色和目标颜色不重叠的部分显示，重叠部分透明。
Plus: 源颜色和目标颜色相加。
- 公式： result = min(source + destination, 1)
- 效果：源颜色和目标颜色相加，颜色值不超过最大值。
Modulate: 源颜色和目标颜色相乘。
- 公式： result = source * destination
- 效果：源颜色和目标颜色相乘，创建暗淡效果。
Screen: 反相相乘，然后再反相。
- 公式： result = 1 - (1 - source) * (1 - destination)
- 效果：产生浅色、增亮效果。
Overlay: 结合 Multiply 和 Screen，根据目标颜色的亮度进行选择。
- 公式： result = destination < 0.5 ? 2 * source * destination : 1 - 2 * (1 - source) * (1 - destination)
- 效果：目标颜色较暗时使用 Multiply，较亮时使用 Screen，增加对比度。
Darken: 显示较暗的颜色。
- 公式： result = min(source, destination)
- 效果：显示源颜色和目标颜色中的较暗者。
Lighten: 显示较亮的颜色。
- 公式： result = max(source, destination)
- 效果：显示源颜色和目标颜色中的较亮者。
ColorDodge: 放大源颜色，直到它们达到白色。
- 公式： result = destination / (1 - source)
- 效果：使颜色变亮。
ColorBurn: 放大目标颜色，直到它们达到黑色。
- 公式： result = 1 - (1 - destination) / source
- 效果：使颜色变暗。
HardLight: 结合 Multiply 和 Screen，根据源颜色的亮度进行选择。
- 公式： result = source < 0.5 ? 2 * source * destination : 1 - 2 * (1 - source) * (1 - destination)
- 效果：源颜色较暗时使用 Multiply，较亮时使用 Screen，增加对比度。
SoftLight: 柔和地结合源颜色和目标颜色。
- 公式： result = (1 - destination) * source * destination + destination * source * (1 - source)
- 效果：柔和地合并颜色，产生轻微增亮或变暗效果。
Difference: 计算源颜色和目标颜色的差异。
- 公式： result = abs(destination - source)
- 效果：对比两种颜色的差异。
Exclusion: 类似于 Difference，但对比度较低。
- 公式： result = destination + source - 2 * destination * source
- 效果：降低对比度的差异效果。
Multiply: 源颜色和目标颜色相乘，结果颜色较暗。
- 公式： result = source * destination
- 效果：颜色相乘，产生较暗的结果。
Hue: 使用源颜色的色调，目标颜色的饱和度和亮度。
- 公式： result = setHue(source, destination)
- 效果：混合色调。
Saturation: 使用源颜色的饱和度，目标颜色的色调和亮度。
- 公式： result = setSaturation(source, destination)
- 效果：混合饱和度。
Color: 使用源颜色的色调和饱和度，目标颜色的亮度。
- 公式： result = setColor(source, destination)
- 效果：混合颜色。
Luminosity: 使用源颜色的亮度，目标颜色的色调和饱和度。
- 公式： result = setLuminosity(source, destination)
- 效果：混合亮度。

效果预览

枚举BlendMode的各种值，修改BlendMode属性并绘制。
这里使用图像可能更能体现效果，但目前还是先用文字效果做简单的对比吧。

var canvas = e.Surface.Canvas;
canvas.Clear(SKColors.LightGreen.WithAlpha(200));
const float textSize = 24;
float lineHeight = textSize + 2;
using (var paint = new SKPaint())
{
    paint.Typeface = SKTypeface.FromFamilyName("宋体");
    paint.TextSize = textSize;
    paint.IsAntialias = true;
    paint.Color = SKColors.Red.WithAlpha(127);
    var blendModes = Enum.GetValues(typeof(SKBlendMode)) as SKBlendMode[];
    var x = 10;
    const string text = "SkiaSharp绘图";
    var offset = paint.MeasureText(text);
    var defaultVal = paint.BlendMode;//SrcOver
    var y = lineHeight;
    foreach (var blendMode in blendModes)
    {
        paint.BlendMode = blendMode;
        canvas.DrawText($"{text}", x, y, paint);
        paint.BlendMode = defaultVal;
        canvas.DrawText($" {blendMode}", x + offset, y, paint);
        y += lineHeight;
    }
}

BlendMode

Color/ColorF获取或设置前景色

定义：

public SkiaSharp.SKColor Color { get; set; }
public SkiaSharp.SKColorF ColorF { get; set; }

32位的ARGB
可通过WithAlpha、WithBlue、WithGreen、WithRed方法修改其中一个通道的值。
通过ToHsl、ToHsv转成Hsl与Hsv色彩空间值
可通过FromHsl、FromHsv、Parse、TryParse生成SKColor，字符串格式为#AARRGGBB等

ColorFilter 颜色滤镜

定义：

public SkiaSharp.SKColorFilter ColorFilter { get; set; }

作用：获取或设置SKPaint的颜色滤镜。

CreateBlendMode 混合模式

public static SkiaSharp.SKColorFilter CreateBlendMode (SkiaSharp.SKColor c, SkiaSharp.SKBlendMode mode);

作用：创建使用指定颜色和模式的新滤镜。

/// <summary>
/// 绘制三个填充矩形
/// </summary>
/// <param name="canvas"></param>
/// <param name="paint"></param>
/// <param name="y">y轴偏移</param>
/// <param name="text">提示文字</param>
private void DrawByColorFilter(SKCanvas canvas,SKPaint paint,int y,string text)
{
    canvas.DrawText(text, 50, y - 10, paint);
    paint.Color = SKColors.Red;
    canvas.DrawRect(50, y, 200, 100, paint);

    paint.Color = SKColors.Green;
    canvas.DrawRect(300, y, 200, 100, paint);

    paint.Color = SKColors.Blue;
    canvas.DrawRect(550, y, 200, 100, paint);
}
var canvas = e.Surface.Canvas;
var into = e.Info;
canvas.Clear(SKColors.White);

using (var paint = new SKPaint())
{
    paint.TextSize = 18;
    paint.Typeface = SKTypeface.FromFamilyName("宋体");

    var x = 50;
    DrawByColorFilter(canvas, paint, x, $"无滤镜下的颜色");

    // 红色增强
    var redEnhanceFilter = SKColorFilter.CreateBlendMode(SKColors.Red.WithAlpha(127), SKBlendMode.SrcOver);
    paint.ColorFilter = redEnhanceFilter;
    x += 150;
    DrawByColorFilter(canvas, paint, x, $"红色增强滤镜下的颜色");
}

1、定义一个绘制红、绿、蓝三个矩形的函数
2、绘制无滤镜下的三原色矩形
3、创建红色增强滤镜
4、绘制滤镜下的三原色矩形

CreateColorMatrix 颜色转换

public static SkiaSharp.SKColorFilter CreateColorMatrix (float[] matrix);

通过一个4x5的矩阵创建一个颜色滤镜。

    // 转灰度
    var colorMatrix = new float[]
        {
            0.2126f, 0.7152f, 0.0722f, 0, 0,
            0.2126f, 0.7152f, 0.0722f, 0, 0,
            0.2126f, 0.7152f, 0.0722f, 0, 0,
            0,     0,     0,     1, 0
        };
    var grayFilter= SKColorFilter.CreateColorMatrix(colorMatrix);
    paint.ColorFilter = grayFilter;
    x += 150;
    DrawByColorFilter(canvas, paint, x, $"灰度滤镜下的颜色");

1、定义灰度转换矩阵，并创建滤镜
2、绘制应用灰度滤镜后的三原色矩形

CreateCompose 组合滤镜

public static SkiaSharp.SKColorFilter CreateCompose (SkiaSharp.SKColorFilter outer, SkiaSharp.SKColorFilter inner);

生成组合滤镜，先应用内部(后面的)滤镜，再应用外部(前面的)滤镜。

//红色增强+转灰度 组合滤镜
var composeFilter = SKColorFilter.CreateCompose(grayFilter, redEnhanceFilter);
paint.ColorFilter = composeFilter;
x += 150;
DrawByColorFilter(canvas, paint, x, $"红色增强+灰度 组合滤镜下的颜色");

1、组合红色增强与灰度组合的滤镜（注意顺序）
2、绘制应用组合滤镜后的三原色矩形

CreateHighContrast 高对比度滤镜

public static SkiaSharp.SKColorFilter CreateHighContrast (SkiaSharp.SKHighContrastConfig config);
public static SkiaSharp.SKColorFilter CreateHighContrast (bool grayscale, SkiaSharp.SKHighContrastConfigInvertStyle invertStyle, float contrast);

/// <summary>
/// 绘制提示文字与图像
/// </summary>
/// <param name="bmp"></param>
/// <param name="canvas"></param>
/// <param name="paint"></param>
/// <param name="x"></param>
/// <param name="y"></param>
/// <param name="text"></param>
private void DrawBmpByColorFilter(SKBitmap bmp,SKCanvas canvas, SKPaint paint,float x,float y, string text)
{
    canvas.DrawText(text, x, y - 10, paint);
    canvas.DrawBitmap(bmp, new SKRect(x, y, x + 380, y + 380), paint);
}
 var canvas = e.Surface.Canvas;
 var into = e.Info;
 canvas.Clear(SKColors.White);

 using (var paint = new SKPaint())
 {
     paint.TextSize = 18;
     paint.Typeface = SKTypeface.FromFamilyName("宋体");

     if(bmp == null)
     {
         bmp = SKBitmap.Decode(@"images\AIwoman.png");
     }
     DrawBmpByColorFilter(bmp, canvas, paint, 20, 30, $"原图");

     var highContrast = SKColorFilter.CreateHighContrast(false, SKHighContrastConfigInvertStyle.NoInvert, 0.5f);
     paint.ColorFilter = highContrast;

     DrawBmpByColorFilter(bmp, canvas, paint, 420, 30, $"高对比度滤镜");
 }

1、绘制原图
2、创建高对比度滤镜
3、应用滤镜后再次绘制原图

其它滤镜

CreateLighting 照明滤镜

public static SkiaSharp.SKColorFilter CreateLighting (SkiaSharp.SKColor mul, SkiaSharp.SKColor add);

将每个像素的RGB通道值，乘第一个颜色，再加第一个颜色，最后结果值范围在[0,255]，一般用于调节亮度。

SKColor mul = new SKColor(255, 255, 255); //不改变
SKColor add = new SKColor(50, 50, 50);//调亮
var lightFilter = SKColorFilter.CreateLighting(mul, add);
paint.ColorFilter = lightFilter;
DrawBmpByColorFilter(bmp, canvas, paint, 20, 450, $"Lighting滤镜");

CreateLumaColor

public static SkiaSharp.SKColorFilter CreateLumaColor ();

创建新的亮度至Alpha颜色滤镜。

var lumaFilter = SKColorFilter.CreateLumaColor();
paint.ColorFilter = lumaFilter;
DrawBmpByColorFilter(bmp, canvas, paint, 420, 450, $"Luma滤镜")

CreateTable 查表

public static SkiaSharp.SKColorFilter CreateTable (byte[] table);
public static SkiaSharp.SKColorFilter CreateTable (byte[] tableA, byte[] tableR, byte[] tableG, byte[] tableB);

通过查找表 (LUT) 对每个颜色通道进行映射和转换。它允许你指定每个颜色通道 (红、绿、蓝) 应如何转换。

//创建查找表
byte[] redTable = new byte[256];
byte[] greenTable = new byte[256];
byte[] blueTable = new byte[256];

for (int i = 0; i < 256; i++)
{
    redTable[i] = (byte)(255 - i);  // 红色通道反向
    greenTable[i] = (byte)i;       // 绿色通道不变
    blueTable[i] = (byte)(i + 30 > 255 ? 255 : i + 30); // 蓝色调亮
}

SKColorFilter colorFilter = SKColorFilter.CreateTable(null, redTable, greenTable, blueTable);
paint.ColorFilter = colorFilter;
DrawBmpByColorFilter(bmp, canvas, paint, 820, 30, $"查表法滤镜");

与Window GDI+对比

写到一半，突然后悔从SKPaint开始深入了解了，个人感觉SKPaint的功能包含了Windows GDI+中多个类的功能如：

GDI+ 中的 Pen 类：
- SKPaint 可以用于绘制几何图形，类似于 Pen 类。
- 它控制着绘制操作中的笔触样式、颜色、宽度等属性。
GDI+ 中的 Brush 类：
- SKPaint 用于填充图形，类似于 Brush 类的功能。
- 它定义了填充的颜色、渐变、图案等属性。
GDI+ 中的 Font 类：
- SKPaint 也负责文本的绘制，类似于 Font 类。
- 它定义了文本的字体、大小、样式等属性，并控制文本的绘制效果。
GDI+ 中的 ImageAttributes 类：
- SKPaint 颜色滤镜，类似于 ImageAttributes 类。
- 同样可以定义ColorMatrix来使用颜色滤镜