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ios - MTKView显示宽色域P3色彩空间

coder 2023-09-04 原文

我正在构建基于CIFilters和MetalKit的实时照片编辑器。但是我在MTKView中显示宽色域图像时遇到了一个问题。

标准sRGB图像显示效果很好，但是显示P3图像被冲洗掉了。

我尝试将CIContext.render色彩空间设置为图像色彩空间，但仍然遇到问题。

以下是代码片段:

 guard let inputImage = CIImage(mtlTexture: sourceTexture!) else { return }
                let outputImage = imageEditor.processImage(inputImage)
                print(colorSpace)
                context.render(outputImage,
                               to: currentDrawable.texture,
                               commandBuffer: commandBuffer,
                               bounds: inputImage.extent,
                               colorSpace: colorSpace)
                commandBuffer?.present(currentDrawable)

let pickedImage = info[UIImagePickerControllerOriginalImage] as! UIImage
        print(pickedImage.cgImage?.colorSpace)
        if let cspace = pickedImage.cgImage?.colorSpace {
            colorSpace = cspace
        }

我在Apple开发人员论坛上发现了类似的问题，但没有任何答案:https://forums.developer.apple.com/thread/66166

最佳答案

为了支持宽色域，您需要将MTKView的colorPixelFormat设置为BGRA10_XR或bgra10_XR_sRGB。我怀疑iOS上将不支持macOS MTKViews的colorSpace属性，因为iOS中的颜色管理不是事件的而是有针对性的(请阅读Best practices for color management)。

如果没有看到您的图像及其实际值，就很难诊断，但是我将解释我的发现和实验。我建议您像调试一样开始调试单个颜色。

例如，P3颜色空间中最红的一点是什么？可以通过UIColor定义如下:

UIColor(displayP3Red: 1, green: 0, blue: 0, alpha: 1)

将UIButton添加到您的 View 中，并将背景设置为该颜色，以进行调试。您可以通过代码获取组件，以查看这些值在sRGB中的含义，
    var fRed : CGFloat = 0
    var fGreen : CGFloat = 0
    var fBlue : CGFloat = 0
    var fAlpha : CGFloat = 0
    let c = UIColor(displayP3Red: 1, green: 0, blue: 0, alpha: 1)
    c.getRed(&fRed, green: &fGreen, blue: &fBlue, alpha: &fAlpha)

或者您可以在macOS Color Sync Utility中使用计算器，



确保选择扩展范围，否则值将被限制为0和1。

因此，如您所见，您的P3(1，0，0)对应于扩展sRGB中的(1.0930，-0.2267，-0.1501)。

现在，回到您的MTKView，
  • 如果将MTKView的colorPixelFormat设置为.BGRA10_XR，那么如果着色器的输出为，则将获得最亮的红色，

    (1.0930，-0.2267，-0.1501)
  • 如果将MTKView的colorPixelFormat设置为.bgra10_XR_sRGB，则如果着色器的输出为，则将获得最亮的红色，

    (1.22486，-0.0420312，-0.0196301)

    因为您必须编写线性RGB值，所以此纹理格式将为您应用 Gamma 校正。由于存在负值，因此在应用反 Gamma 时要格外小心。我用这个功能
    let f = {(c: Float) -> Float in
    if fabs(c) <= 0.04045 {
        return c / 12.92
    }
    return sign(c) * powf((fabs(c) + 0.055) / 1.055, 2.4)
}

    • 最后缺少的部分是创建一个色域UIImage。将颜色空间设置为CGColorSpace.displayP3并复制数据。但是什么数据，对不对？此图像中最亮的红色将是
    (1, 0, 0)

    或(65535，0，0)以16位整数表示。

    我在代码中所做的是使用.rgba16Unorm纹理在displayP3颜色空间中处理图像，其中(1、0、0)将是P3中最亮的红色。这样，我可以直接将其内容复制到UIImage。然后，为了显示，我将颜色转换传递给着色器，以在显示之前从P3转换为扩展的sRGB(因此，不饱和颜色)。我使用线性颜色，所以我的变换只是一个3x3矩阵。我将 View 设置为.bgra10_XR_sRGB，因此 Gamma 将自动为我应用。

    该(主要列)矩阵是，
     1.2249  -0.2247  0
-0.0420   1.0419  0
-0.0197  -0.0786  1.0979

    您可以在此处了解我的生成方式:Exploring the display-P3 color space

    这是我使用UIButtons和MTKView(在iPhoneX上截屏)构建的示例，



    左边的按钮是sRGB上最亮的红色，而右边的按钮使用的是displayP3颜色。在中间，我放置了一个MTKView，它输出如上所述的变换后的线性颜色。

    相同的绿色实验


    现在，如果您在最近的iPhone或iPad上看到此消息，则应该看到中间的正方形和右侧的按钮都具有相同的亮色。如果您在无法显示它们的Mac上看到此消息，则向左按钮将显示相同的颜色。如果您在没有适当的色彩管理的Windows机器或浏览器中看到这种情况，则左按钮也可能显示为不同的颜色，但这仅是因为整个图像被解释为sRGB，并且显然那些像素具有不同的值...但是外观将不正确。

    如果您需要更多引用，请检查我在此处添加的testP3UIColor单元测试:ColorTests.swift，

    我用来初始化UIImage的函数:Image.swift，

    和一个示例应用程序来尝试进行转换:SampleColorPalette

    我还没有尝试过CIImages，但是我猜想同样的原理也适用。

    希望这些信息对您有所帮助。我还花了很长时间弄清楚如何正确显示颜色，因为在Metal SDK文档中找不到任何对displayP3支持的明确引用。

    关于ios - MTKView显示宽色域P3色彩空间，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/45295689/

    MTKViewioscodebrnoreferrerswiftcore-imagemetalmetalkit

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