java - 如何创建JavaFX 16位灰度图像

Question

我有一个生成16位灰度图像的应用程序。当前，这些图像作为数据类型为DataBuffer.TYPE_USHORT的awt BufferedImage生成。

在我的应用程序中，我从BufferedImage中提取16位数据，规格化为8位，然后使用canvas.getGraphicsContext2D（）。getPixelWriter（）。setPixels（...）将其渲染到FX Canvas中。

它可以工作，但是看起来很乱，我想知道是否可以实现JavaFX Image或WritableImage，让我们称之为由我的16位数据支持的UShortImage。 UShortImage可以具有用于规范化级别的FX属性，但否则可以与任何JavaFX Image完全一样地使用。

任何有关如何以良好的运行时效率实现这一目标的帮助或指示，将不胜感激！

Answer 1

我不知道这是否正是您要寻找的内容，因为我可能不明白您的问题。但是您可以通过使用ColorAdjust效果使颜色去饱和来将彩色图像转换为灰色图像。

ColorAdjust monochrome = new ColorAdjust();
monochrome.setSaturation(-1);
ImageView gray = new ImageView(new Image(IMAGE_LOC));
gray.setEffect(monochrome);

我不确定为什么可怜的奶奶和爷爷必须褪色成黑白，但这一定是。

import javafx.application.Application;
import javafx.geometry.Insets;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.effect.ColorAdjust;
import javafx.scene.image.*;
import javafx.scene.layout.HBox;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.stage.Stage;

public class GrayScale extends Application {

    @Override
    public void start(Stage stage) {
        ColorAdjust monochrome = new ColorAdjust();
        monochrome.setSaturation(-1);
        Image image = new Image(IMAGE_LOC);
        ImageView color = new ImageView(image);
        ImageView gray = new ImageView(image);
        gray.setEffect(monochrome);

        HBox layout = new HBox(10, color, gray);
        layout.setPadding(new Insets(10));

        Scene scene = new Scene(layout);
        scene.setFill(Color.BLACK);
        stage.setScene(scene);

        stage.show();
    }

    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }

    // source: http://www.photoshopessentials.com/photo-editing/black-and-white-tutorials/desaturate/
    private static final String IMAGE_LOC =
            "http://pe-images.s3.amazonaws.com/photo-effects/black-and-white/grandparents.jpg";
}

如果ColorAdjust不适合您，则可以使用WritableImage上的PixelReaders和PixelWriters在逐个像素的基础上进行操作。 （正如您在问题中提到的那样，我看不出涉及画布的原因）。有关使用WritableImage的相关实现，请参见：


Reduce number of colors and get color of a single pixel




也许您还希望扩展一种新类型的PixelFormat并扩展PixelReader以读取您的数据缓冲区，但这可能是可行的，尽管我猜想并不需要完成您想要的操作：

PixelReader reader = new GrayScalePixelReader(); 
reader.getPixels(0, 0, W, H, 
    GrayScalePixelFormat.instance(), grayScaleByteBuffer, 0, scanlineStride); 
Image img = new WritableImage(reader, W, H); 

其中GrayScalePixelReader和GrayScalePixelFormat是您通过扩展名创建的新类。


  FX支持由PixelFormat定义的像素类型，例如BYTE_BGRA和BYTE_BGRA_PRE；我希望增加对新像素类型的支持，该像素类型每个像素有一个样本，这是16个无符号数据值。

pixelFormat = PixelFormat.createByteIndexedInstance(LUT);
getPixelWriter().setPixels(0, 0, w, h, pixelFormat, normalisedImageData, 0, w); 

是的，您几乎可以做到，但这有点棘手。我同意Java 8中现有的PixelFormat并不是真的很容易被用户扩展，原因如下：


  有些方法（例如WritabelImage类的getPixelWriter（））是最终方法，因此您甚至无法覆盖它们。图像基础结构看起来似乎并非旨在以这种方式扩展。


通常，当涉及到JavaFX时，这种可扩展性的缺乏是有目的的。原因如下：


安全性，通过覆盖核心功能还执行恶意副作用，使人们更难将平台颠覆成恶意软件。
向应用程序开发人员提供简化的界面，以使其更易于理解和使用API​​。
故意使平台的某些部分不透明，以便库开发人员更容易维护核心库实现并随意更改它，而不会影响用户程序。


当然，这种折衷（在这种情况下）可能会缺乏尝试完成您想要的目标的灵活性。

如果您研究JavaFX中的Image实现，它有四个不同的组件：


javafx.scene.image APIs。
支持图像API的平台实现（prism）（请参见source）。
image io libraries用于读取常见的图像格式（png，jpg等）。
图形硬件加速器API或软件呈现API（例如es2）的接口，最终，它们通常通常将图像视为输入到硬件图形API（例如OpenGL或Direct3D）的纹理。


关于灰度像素格式的有趣之处在于，它们没有直接在（1）javafx.scene.image API中公开。但是，棱镜平台的实现，图像io库和硬件加速器（2、3和4）确实具有一定程度的内置灰度支持。例如，一个PNG文件可能具有灰度格式，而imageIO将识别该格式，并将灰度缓冲区直接传递给prism Image class进行交互。

硬件加速层也支持灰度缓冲区，如ES2Texture实现所示。因此，这为灰度像素格式编码的缓冲区提供了一种理想的情况，该缓冲区可以将图像直接渲染为硬件加速纹理。但是请注意，Prism / ES2渲染系统支持的current pixel format for the grayscale byte buffer是8位编码，而不是您理想中要求的16位编码（尽管有关棱镜像素格式的注释并不认为16位类型可能会将来需要;-)：

// L8, A8 types:
// NOTE : we might need L8A8 16-bit type
BYTE_GRAY    (DataType.BYTE,  1, true,  true), 

因此，这意味着您正在寻找的许多基础结构都已经可以通过JavaFX运行时直接解释灰度编码的图像缓冲区，但是将其放置在com.sun类和私有API中，而不是直接暴露给用户在公共javafx.scene.image API中。

可以创建feature request来启用用于灰度像素格式的公共API，也可以在openjfx-dev mailing list上进行询问。实现此类功能的最短时间框架将是Java10。看起来这样的请求可能已经存在，因此您可以对其进行评论或在openjfx-dev邮件列表中提出该请求以帮助将其推进：


High bit-depth Grayscale WritableImage support。
Support Writable Gray Image。


以上信息是否对您当前的问题有任何帮助->可能不会:-)但希望它有助于理解该平台及其功能，局限性以及将来扩展以完全支持您的要求的潜在机制。