iphone - iOS如何计算曲线包围的像素数/面积？

Question

我得到了一条任意形状的曲线，包围了一些区域。 我想估计曲线在 iPhone/iPad 屏幕上包围的像素数。我该怎么做？

• 曲线被定义为点的连续 x/y 坐标。
• 闭合曲线。
• 通过用户的触摸(touchesMoved 方法)绘制一条曲线，我 不知道它是什么样子

我正在考虑以某种方式用颜色填充闭合曲线，然后计算屏幕截图中这种颜色的像素数。这意味着我需要知道如何以编程方式用颜色填充闭合曲线。

还有其他我没有想到的方法吗？

谢谢!

Answer 1

让我们通过创建一个封闭曲线的 Quartz 路径来实现这一点。然后我们将创建一个位图上下文并在该上下文中填充路径。然后我们可以检查位图并计算填充的像素。我们将把这一切包装在一个方便的函数中:

static double areaOfCurveWithPoints(const CGPoint *points, size_t count) {

首先我们需要创建路径:

    CGPathRef path = createClosedPathWithPoints(points, count);

然后我们需要获取路径的边界框。 CGPoint 坐标不必是整数，但位图必须具有整数维度，因此我们将得到一个至少与路径的边界框一样大的整数边界框:

    CGRect frame = integralFrameForPath(path);

我们还需要决定制作位图的宽度(以字节为单位):

    size_t bytesPerRow = bytesPerRowForWidth(frame.size.width);

现在我们可以创建位图了:

    CGContextRef gc = createBitmapContextWithFrame(frame, bytesPerRow);

位图在创建时填充为黑色。我们将用白色填充路径:

    CGContextSetFillColorWithColor(gc, [UIColor whiteColor].CGColor);
    CGContextAddPath(gc, path);
    CGContextFillPath(gc);

现在我们已经完成了路径，所以我们可以释放它:

    CGPathRelease(path);

接下来我们将计算填充的区域:

    double area = areaFilledInBitmapContext(gc);

现在我们完成了位图上下文，所以我们可以释放它:

    CGContextRelease(gc);

最后，我们可以返回我们计算的面积:

    return area;
}

嗯，这很简单!但是我们必须编写所有这些辅助函数。让我们从顶部开始。创建路径很简单:

static CGPathRef createClosedPathWithPoints(const CGPoint *points, size_t count) {
    CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable();
    CGPathAddLines(path, NULL, points, count);
    CGPathCloseSubpath(path);
    return path;
}

获取路径的整体边界框也很简单:

static CGRect integralFrameForPath(CGPathRef path) {
    CGRect frame = CGPathGetBoundingBox(path);
    return CGRectIntegral(frame);
}

要选择位图每行的字节数，我们可以只使用路径边界框的宽度。但我认为 Quartz 喜欢位图是 2 的整数次方的倍数。我还没有对此进行任何测试，因此您可能想要进行试验。现在，我们将宽度四舍五入为 64 的下一个最小倍数:

static size_t bytesPerRowForWidth(CGFloat width) {
    static const size_t kFactor = 64;
    // Round up to a multiple of kFactor, which must be a power of 2.
    return ((size_t)width + (kFactor - 1)) & ~(kFactor - 1);
}

我们使用计算出的大小创建位图上下文。我们还需要平移坐标系的原点。为什么？因为路径边界框的原点可能不在 (0, 0)。

static CGContextRef createBitmapContextWithFrame(CGRect frame, size_t bytesPerRow) {
    CGColorSpaceRef grayscale = CGColorSpaceCreateDeviceGray();
    CGContextRef gc = CGBitmapContextCreate(NULL, frame.size.width, frame.size.height, 8, bytesPerRow, grayscale, kCGImageAlphaNone);
    CGColorSpaceRelease(grayscale);
    CGContextTranslateCTM(gc, -frame.origin.x, -frame.origin.x);
    return gc;
}

最后，我们需要编写实际计算填充像素的帮助程序。我们必须决定我们要如何计算像素。每个像素由一个无符号的 8 位整数表示。黑色像素为 0。白色像素为 255。中间的数字是灰色阴影。当使用灰色像素填充路径时，Quartz 会消除路径边缘的锯齿。所以我们必须决定如何计算那些灰色像素。

一种方法是定义一个阈值，例如 128。任何等于或高于阈值的像素都算作已填充；其余的算作未填充。

另一种方法是将灰色像素计为部分填充，然后将部分填充相加。因此，两个恰好半满的像素组合在一起，算作一个完全充满的像素。让我们这样做:

static double areaFilledInBitmapContext(gc) {
    size_t width = CGBitmapContextGetWidth(gc);
    size_t height = CGBitmapContextGetHeight(gc);
    size_t stride = CGBitmapContextGetBytesPerRow(gc);
    uint8_t *pixels = CGBitmapContextGetData(gc);
    uint64_t coverage = 0;
    for (size_t y = 0; y < height; ++y) {
        for (size_t x = 0; x < width; ++x) {
            coverage += pixels[y * stride + x];
        }
    }
    return (double)coverage / UINT8_MAX;
}

您可以在 this gist 中找到捆绑的所有代码.