使用HarmonyOS实现图片编辑，裁剪、旋转、亮度、透明度_openharmony图片裁剪

介绍

本篇Codelab是基于ArkTS的声明式开发范式的样例，主要介绍了图片编辑实现过程。样例主要包含以下功能：

1. 图片的解码。
2. 使用PixelMap进行图片编辑，如裁剪、旋转、亮度、透明度、饱和度等。
3. 图片的编码。

相关概念

• 图片解码：读取不同格式的图片文件，无压缩的解码为位图格式。
• PixelMap：图片解码后的状态，用于对图片像素进行处理。
• 图片编码：图片经过像素处理完成之后，需要重新进行编码打包，生成需要的图片格式。

环境搭建

软件要求

• DevEco Studio版本：DevEco Studio 3.1 Release。
• OpenHarmony SDK版本：API version 9。

硬件要求

• 开发板类型：润和RK3568开发板。
• OpenHarmony系统：3.2 Release。

环境搭建

完成本篇Codelab我们首先要完成开发环境的搭建，本示例以RK3568开发板为例，参照以下步骤进行：

1. 获取OpenHarmony系统版本：标准系统解决方案（二进制）。以3.2 Release版本为例：

2.搭建烧录环境。

1. 完成DevEco Device Tool的安装
2. 完成RK3568开发板的烧录

3.搭建开发环境。

1. 开始前请参考工具准备，完成DevEco Studio的安装和开发环境配置。
2. 开发环境配置完成后，请参考使用工程向导创建工程（模板选择“Empty Ability”）。
3. 工程创建完成后，选择使用真机进行调测。

代码结构解读

本篇Codelab只对核心代码进行讲解。

├──entry/src/main/ets                            // 代码区
│  ├──common                         
│  │  └──constant
│  │     └──CommonConstant.ets                   // 常量类
│  ├──entryability
│  │  └──EntryAbility.ts                         // 本地启动ability           
│  ├──pages
│  │  └──HomePage.ets                            // 本地主页面    
│  ├──utils
│  │  ├──AdjustUtil.ets                          // 调节工具类
│  │  ├──CropUtil.ets                            // 裁剪工具类
│  │  ├──DecodeUtil.ets                          // 解码工具类
│  │  ├──DrawingUtils.ets                        // Canvas画图工具类
│  │  ├──EncodeUtil.ets                          // 编码工具类
│  │  ├──LoggerUtil.ets                          // 日志工具类
│  │  ├──MathUtils.ets                           // 坐标转换工具类
│  │  └──OpacityUtil.ets                         // 透明度调节工具类
│  ├──view
│  │  ├──AdjustContentView.ets                   // 色域调整视图     
│  │  └──ImageSelect.ets                         // Canvas选择框实现类   
│  ├──viewmodel
│  │  ├──CropShow.ets                            // 选择框显示控制类
│  │  ├──CropType.ets                            // 按比例选取图片
│  │  ├──IconListViewModel.ets                   // icon数据
│  │  ├──ImageEditCrop.ets                       // 图片编辑操作类
│  │  ├──ImageFilterCrop.ets                     // 图片操作收集类
│  │  ├──ImageSizeItem.ets                       // 图片尺寸
│  │  ├──Line.ets                                // 线封装类
│  │  ├──MessageItem.ets                         // 多线程封装消息
│  │  ├──OptionViewModel.ets                     // 图片处理封装类
│  │  ├──PixelMapWrapper.ets                     // PixelMap封装类
│  │  ├──Point.ets                               // 点封装类
│  │  ├──Ratio.ets                               // 比例封装类
│  │  ├──Rect.ets                                // 矩形封装类
│  │  ├──RegionItem.ets                          // 区域封装类
│  │  └──ScreenManager.ts                        // 屏幕尺寸计算工具类
│  └──workers
│     ├──AdjustBrightnessWork.ts                 // 亮度异步调节
│     └──AdjustSaturationWork.ts                 // 饱和度异步调节
└──entry/src/main/resources                      // 资源文件目录

图片解码

在这个章节中，需要完成图片解码的操作，并将解码后的图片展示。效果如图所示：

在进行图片编辑前需要先加载图片，当前文档是在生命周期aboutToAppear开始加载。具体实现步骤。

1. 读取资源文件。
2. 将获取的fd创建成图片实例，通过实例获取其pixelMap。
3. 将解析好的pixelMap通过Image组件加载显示。

// HomePage.ets
aboutToAppear() {
  this.pixelInit();
  ...
}
 
build() {
  Column() {
    ...
    Column() {
      if (this.isCrop && this.showCanvas && this.statusBar > 0) {
        if (this.isSaveFresh) {
          ImageSelect({
            statusBar: this.statusBar
          })
        }
        ...
      } else {
        if (this.isPixelMapChange) {
          Image(this.pixelMap)
            .scale({ x: this.imageScale, y: this.imageScale, z: 1 })
            .objectFit(ImageFit.None)
        }
        ...
      }
    }
    ...
  }
  ...
}
 
async getResourceFd(filename: string) {
  const resourceMgr = getContext(this).resourceManager;
  const context = getContext(this);
  if (filename === CommonConstants.RAW_FILE_NAME) {
    let imageBuffer = await resourceMgr.getMediaContent($r("app.media.ic_low"))
    let filePath = context.cacheDir + '/' + filename;
    let file = fs.openSync(filePath, fs.OpenMode.READ_WRITE | fs.OpenMode.CREATE);
    let writeLen = fs.writeSync(file.fd, imageBuffer.buffer);
    fs.copyFileSync(filePath, context.cacheDir + '/' + CommonConstants.RAW_FILE_NAME_TEST);
    return file.fd;
  } else {
    let filePath = context.cacheDir + '/' + filename;
    let file = fs.openSync(filePath, fs.OpenMode.READ_WRITE | fs.OpenMode.CREATE);
    return file.fd;
  }
}
 
async getPixelMap(fileName: string) {
  const fd = await this.getResourceFd(fileName);
  const imageSourceApi = image.createImageSource(fd);
  if (!imageSourceApi) {
    Logger.error(TAG, 'imageSourceAPI created failed!');
    return;
  }
  const pixelMap = await imageSourceApi.createPixelMap({
    editable: true
  });
  return pixelMap;
}

图片处理

当前章节需要完成图片的裁剪、旋转、色域调节（本章只介绍亮度、透明度、饱和度）等功能。

• 裁剪：选取图片中的部分进行裁剪生成新的图片。
• 旋转：将图片按照不同的角度进行旋转，生成新的图片。
• 色域调节：当前Codelab色域调节的亮度、透明度和饱和度，使用色域模型RGB-HSV来实现的。RGB：是我们接触最多的颜色空间，分别为红色(R)，绿色(G)和蓝色(B)。HSV：是用色相H，饱和度S，明亮度V来描述颜色的变化。H：色相H取值范围为0°～360°，从红色开始按逆时针方向计算，红色为0°，绿色为120°，蓝色为240°。S：饱和度S越高，颜色则深而艳。光谱色的白光成分为0，饱和度达到最高。通常取值范围为0%～100%，值越大，颜色越饱和。V：明度V表示颜色明亮的程度，对于光源色，明度值与发光体的光亮度有关；对于物体色，此值和物体的透射比或反射比有关。通常取值范围为0%（黑）到100%（白）。

// AdjustUtil.ets
// rgb转hsv
function rgb2hsv(red: number, green: number, blue: number) {
  let hsvH: number = 0, hsvS: number = 0, hsvV: number = 0;
  const rgbR: number = colorTransform(red);
  const rgbG: number = colorTransform(green);
  const rgbB: number = colorTransform(blue);
  const maxValue = Math.max(rgbR, Math.max(rgbG, rgbB));
  const minValue = Math.min(rgbR, Math.min(rgbG, rgbB));
  hsvV = maxValue * CommonConstants.CONVERT_INT;
  if (maxValue === 0) {
    hsvS = 0;
  } else {
    hsvS = Number((1 - minValue / maxValue).toFixed(CommonConstants.DECIMAL_TWO)) * CommonConstants.CONVERT_INT;
  }
  if (maxValue === minValue) {
    hsvH = 0;
  }
  if (maxValue === rgbR && rgbG >= rgbB) {
    hsvH = Math.floor(CommonConstants.ANGLE_60 * ((rgbG - rgbB) / (maxValue - minValue)));
  }
  if (maxValue === rgbR && rgbG < rgbB) {
    hsvH = Math.floor(CommonConstants.ANGLE_60 * ((rgbG - rgbB) / (maxValue - minValue)) + CommonConstants.ANGLE_360);
  }
  if (maxValue === rgbG) {
    hsvH = Math.floor(CommonConstants.ANGLE_60 * ((rgbB - rgbR) / (maxValue - minValue)) + CommonConstants.ANGLE_120);
  }
  if (maxValue === rgbB) {
    hsvH = Math.floor(CommonConstants.ANGLE_60 * ((rgbR - rgbG) / (maxValue - minValue)) + CommonConstants.ANGLE_240);
  }
  return [hsvH, hsvS, hsvV];
}
// hsv转rgb
function hsv2rgb(hue: number, saturation: number, value: number) {
  let rgbR: number = 0, rgbG: number = 0, rgbB: number = 0;
  if (saturation === 0) {
    rgbR = rgbG = rgbB = Math.round((value * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX) / CommonConstants.CONVERT_INT);
    return { rgbR, rgbG, rgbB };
  }
  const cxmC = (value * saturation) / (CommonConstants.CONVERT_INT * CommonConstants.CONVERT_INT);
  const cxmX = cxmC * (1 - Math.abs((hue / CommonConstants.ANGLE_60) % CommonConstants.MOD_2 - 1));
  const cxmM = (value - cxmC * CommonConstants.CONVERT_INT) / CommonConstants.CONVERT_INT;
  const hsvHRange = Math.floor(hue / CommonConstants.ANGLE_60);
  switch (hsvHRange) {
    case AngelRange.ANGEL_0_60:
      rgbR = (cxmC + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbG = (cxmX + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbB = (0 + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      break;
    case AngelRange.ANGEL_60_120:
      rgbR = (cxmX + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbG = (cxmC + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbB = (0 + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      break;
    case AngelRange.ANGEL_120_180:
      rgbR = (0 + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbG = (cxmC + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbB = (cxmX + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      break;
    case AngelRange.ANGEL_180_240:
      rgbR = (0 + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbG = (cxmX + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbB = (cxmC + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      break;
    case AngelRange.ANGEL_240_300:
      rgbR = (cxmX + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbG = (0 + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbB = (cxmC + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      break;
    case AngelRange.ANGEL_300_360:
      rgbR = (cxmC + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbG = (0 + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      rgbB = (cxmX + cxmM) * CommonConstants.COLOR_LEVEL_MAX;
      break;
    default:
      break;
  }
  return [
    Math.round(rgbR),
    Math.round(rgbG),
    Math.round(rgbB)
  ];
}

图片裁剪

1. 通过pixelMap获取图片尺寸，为后续裁剪做准备。
2. 确定裁剪的方式，当前裁剪默认有自由选取、1:1选取、4:3选取、16:9选取。
3. 通过pixelMap调用接口crop()进行裁剪操作。

说明： 当前裁剪功能采用pixelMap裁剪能力直接做切割，会有叠加效果，后续会通过增加选取框对当前功能进行优化。

// HomePage.ets
cropImage(index: CropType) {
  this.currentCropIndex = index;
  switch (this.currentCropIndex) {
    case CropType.ORIGINAL_IMAGE:
      this.cropRatio = CropRatioType.RATIO_TYPE_FREE;
      break;
    case CropType.SQUARE:
      this.cropRatio = CropRatioType.RATIO_TYPE_1_1;
      break;
    case CropType.BANNER:
      this.cropRatio = CropRatioType.RATIO_TYPE_4_3;
      break;
    case CropType.RECTANGLE:
      this.cropRatio = CropRatioType.RATIO_TYPE_16_9;
      break;
    default:
      this.cropRatio = CropRatioType.RATIO_TYPE_FREE;
      break;
  }
}
 
// ImageFilterCrop.ets
cropImage(pixelMap: PixelMapWrapper, realCropRect: RectF, callback: () => void) {
  let offWidth = realCropRect.getWidth();
  let offHeight = realCropRect.getHeight();
  if (pixelMap.pixelMap!== undefined) {
    pixelMap.pixelMap.crop({
      size:{ height: vp2px(offHeight), width: vp2px(offWidth) },
      x: vp2px(realCropRect.left),
      y: vp2px(realCropRect.top)
    }, callback);
  }
}

图片旋转

1. 确定旋转方向，当前支持顺时针和逆时针旋转。
2. 通过pixelMap调用接口rotate()进行旋转操作。

// HomePage.ets
rotateImage(rotateType: RotateType) {
  if (rotateType === RotateType.CLOCKWISE) {
    try {
      if (this.pixelMap !== undefined) {
        this.pixelMap.rotate(CommonConstants.CLOCK_WISE)
          .then(() => {
            this.flushPixelMapNew();
          })
      }
    } catch (error) {
      Logger.error(TAG, `there is a error in rotate process with ${error?.code}`);
    }
  }
  if (rotateType === RotateType.ANTI_CLOCK) {
    try {
      if (this.pixelMap !== undefined) {
        this.pixelMap.rotate(CommonConstants.ANTI_CLOCK)
          .then(() => {
            this.flushPixelMapNew();
          })
      }
    } catch (error) {
      Logger.error(TAG, `there is a error in rotate process with ${error?.code}`);
    }
  }
}

亮度调节

1. 将pixelMap转换成ArrayBuffer。
2. 将生成好的ArrayBuffer发送到worker线程。
3. 对每一个像素点的亮度值按倍率计算。
4. 将计算好的ArrayBuffer发送回主线程。
5. 将ArrayBuffer写入pixelMap，刷新UI。

说明： 当前亮度调节是在UI层面实现的，未实现细节优化算法，只做简单示例。调节后的图片会有色彩上的失真。

// AdjustContentView.ets
// 转化成pixelMap及发送buffer到worker，返回数据刷新ui
postToWorker(type: AdjustId, value: number, workerName: string) {
  let sliderValue = type === AdjustId.BRIGHTNESS ? this.brightnessLastSlider : this.saturationLastSlider;
  try {
    let workerInstance = new worker.ThreadWorker(workerName);
    const bufferArray = new ArrayBuffer(this.pixelMap.getPixelBytesNumber());
    this.pixelMap.readPixelsToBuffer(bufferArray).then(() => {
      let message = new MessageItem(bufferArray, sliderValue, value);
      workerInstance.postMessage(message);
      if (this.postState) {
        this.deviceListDialogController.open();
      }
      this.postState = false;
      workerInstance.onmessage = (event: MessageEvents) => {
        this.updatePixelMap(event)
      };
      if (type === AdjustId.BRIGHTNESS) {
        this.brightnessLastSlider = Math.round(value);
      } else {
        this.saturationLastSlider = Math.round(value);
      }
      workerInstance.onexit = () => {
        if (workerInstance !== undefined) {
          workerInstance.terminate();
        }
      }
    });
  } catch (error) {
    Logger.error(`Create work instance fail, error message: ${JSON.stringify(error)}`)
  }
}
 
// AdjustBrightnessWork.ts
// worker线程处理部分
workerPort.onmessage = function(event : MessageEvents) {
  let bufferArray = event.data.buf;
  let last = event.data.last;
  let cur = event.data.cur;
  let buffer = adjustImageValue(bufferArray, last, cur);
  workerPort.postMessage(buffer);
  workerPort.close();
}
 
// AdjustUtil.ets
// 倍率计算部分
export function adjustImageValue(bufferArray: ArrayBuffer, last: number, cur: number) {
  return execColorInfo(bufferArray, last, cur, HSVIndex.VALUE);
}

透明度调节

1. 获取pixelMap。
2. 调用接口opacity()进行透明度调节。

// OpacityUtil.ets
export async function adjustOpacity(pixelMap: PixelMap, value: number) {
  if (!pixelMap) {
    return;
  }
  const newPixelMap = pixelMap;
  await newPixelMap.opacity(value / CommonConstants.SLIDER_MAX);
  return newPixelMap;
}

饱和度调节

1. 将pixelMap转换成ArrayBuffer。
2. 将生成好的ArrayBuffer发送到worker线程。
3. 对每一个像素点的饱和度按倍率计算。
4. 将计算好的ArrayBuffer发送回主线程。
5. 将ArrayBuffer写入pixelMap，刷新UI。

说明： 当前饱和度调节是在UI层面实现的，未实现细节优化算法，只做简单示例。调节后的图片会有色彩上的失真。

// AdjustContentView.ets
// 转化成pixelMap及发送buffer到worker，返回数据刷新ui
postToWorker(type: AdjustId, value: number, workerName: string) {
  let sliderValue = type === AdjustId.BRIGHTNESS ? this.brightnessLastSlider : this.saturationLastSlider;
  try {
    let workerInstance = new worker.ThreadWorker(workerName);
    const bufferArray = new ArrayBuffer(this.pixelMap.getPixelBytesNumber());
    this.pixelMap.readPixelsToBuffer(bufferArray).then(() => {
      let message = new MessageItem(bufferArray, sliderValue, value);
      workerInstance.postMessage(message);
      if (this.postState) {
        this.deviceListDialogController.open();
      }
      this.postState = false;
      workerInstance.onmessage = (event: MessageEvents) => {
        this.updatePixelMap(event)
      };
      if (type === AdjustId.BRIGHTNESS) {
        this.brightnessLastSlider = Math.round(value);
      } else {
        this.saturationLastSlider = Math.round(value);
      }
      workerInstance.onexit = () => {
        if (workerInstance !== undefined) {
          workerInstance.terminate();
        }
      }
    });
  } catch (error) {
    Logger.error(`Create work instance fail, error message: ${JSON.stringify(error)}`);
  }
}
 
// AdjustSaturationWork.ts
// worker线程处理部分
workerPort.onmessage = function(event : MessageEvents) {
  let bufferArray = event.data.buf;
  let last = event.data.last;
  let cur = event.data.cur;
  let buffer = adjustSaturation(bufferArray, last, cur)
  workerPort.postMessage(buffer);
  workerPort.close();
}
 
// AdjustUtil.ets
// 倍率计算部分
export function adjustSaturation(bufferArray: ArrayBuffer, last: number, cur: number) {
  return execColorInfo(bufferArray, last, cur, HSVIndex.SATURATION);
}

图片编码

图片位图经过处理之后，还是属于解码的状态，还需要进行打包编码成对应的格式，本章讲解编码的具体过程。

1. 通过image组件创建打包工具packer。
2. 使用PackingOption进行打包参数设定，比如格式、压缩质量等。
3. 打包成图片信息数据imageData。
4. 创建媒体库media，获取公共路径。
5. 创建媒体文件asset，获取其fd。
6. 使用fs将打包好的图片数据写入到媒体文件asset中。

// ImageSelect.ets
async encode(pixelMap: PixelMap | undefined) {
  if (pixelMap === undefined) {
    return;
  }
 
  const newPixelMap = pixelMap;
  // 打包图片
  const imagePackerApi = image.createImagePacker();
  const packOptions: image.PackingOption = {
    format: CommonConstants.ENCODE_FORMAT,
    quality: CommonConstants.ENCODE_QUALITY
  }
  const imageData = await imagePackerApi.packing(newPixelMap, packOptions);
  Logger.info(TAG, `imageData's length is ${imageData.byteLength}`);
  // 获取相册路径
  const context = getContext(this);
  const media = mediaLibrary.getMediaLibrary(context);
  const publicPath = await media.getPublicDirectory(mediaLibrary.DirectoryType.DIR_IMAGE);
  const currentTime = new Date().getTime();
  // 创建图片资源
  const imageAssetInfo = await media.createAsset(
    mediaLibrary.MediaType.IMAGE,
    `${CommonConstants.IMAGE_PREFIX}_${currentTime}${CommonConstants.IMAGE_FORMAT}`,
    publicPath
  );
  const imageFd = await imageAssetInfo.open(CommonConstants.ENCODE_FILE_PERMISSION);
  await fs.write(imageFd, imageData);
  // 释放资源
  await imageAssetInfo.close(imageFd);
  imagePackerApi.release();
  await media.release();
}

总结

您已经完成了本次Codelab的学习，并了解到以下知识点：

1. 使用image库进行图片的解码。
2. 使用pixelMap进行图片处理（旋转、裁剪、亮度、透明度、饱和度等）。
3. 使用image库进行图片的编码。

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鸿蒙 (Harmony OS)开发学习手册

一、入门必看

1. 应用开发导读(ArkTS)
2. .……

二、HarmonyOS 概念

1. 系统定义
2. 技术架构
3. 技术特性
4. 系统安全
5. …

三、如何快速入门？《鸿蒙基础入门学习指南》

1. 基本概念
2. 构建第一个ArkTS应用
3. .……

四、开发基础知识

1. 应用基础知识
2. 配置文件
3. 应用数据管理
4. 应用安全管理
5. 应用隐私保护
6. 三方应用调用管控机制
7. 资源分类与访问
8. 学习ArkTS语言
9. .……

五、基于ArkTS 开发

1. Ability开发
2. UI开发
3. 公共事件与通知
4. 窗口管理
5. 媒体
6. 安全
7. 7.网络与链接
8. 电话服务
9. 数据管理
10. 后台任务(Background Task)管理
11. 设备管理
12. 设备使用信息统计
13. DFX
14. 国际化开发
15. 折叠屏系列
16. .……

更多了解更多鸿蒙开发的相关知识可以参考：《鸿蒙 (Harmony OS)开发学习手册》