Android利用Palette實現提取圖片顏色

2022-03-21 19:00:09

前言

Palette即調色盤這個功能其實很早就釋出了，Jetpack同樣將這個功能也納入其中，想要使用這個功能，需要先依賴庫

implementation 'androidx.palette:palette:1.0.0'

本篇文章就來講解一下如何使用Palette在圖片中提取顏色。

建立Palette

建立Palette其實很簡單，如下

var builder = Palette.from(bitmap)
var palette = builder.generate()

這樣，我們就通過一個Bitmap建立一個Pallete物件。

注意：直接使用Palette.generate(bitmap)也可以，但是這個方法已經不推薦使用了，網上很多老文章中依然使用這種方式。建議還是使用Palette.Builder這種方式。

generate()這個函數是同步的，當然考慮圖片處理可能比較耗時，Android同時提供了非同步函數

public AsyncTask<Bitmap, Void, Palette> generate(
        @NonNull final PaletteAsyncListener listener) {

通過一個PaletteAsyncListener來獲取Palette範例，這個介面如下：

public interface PaletteAsyncListener {
    /**
     * Called when the {@link Palette} has been generated. {@code null} will be passed when an
     * error occurred during generation.
     */
    void onGenerated(@Nullable Palette palette);
}

提取顏色

有了Palette範例，就可以通過Palette物件的相應函數就可以獲取圖片中的顏色，而且不只一種顏色，下面一一列舉：

getDominantColor：獲取圖片中的主色調
getMutedColor：獲取圖片中柔和的顏色
getDarkMutedColor：獲取圖片中柔和的暗色
getLightMutedColor：獲取圖片中柔和的亮色
getVibrantColor：獲取圖片中有活力的顏色
getDarkVibrantColor：獲取圖片中有活力的暗色
getLightVibrantColor：獲取圖片中有活力的亮色

這些函數都需要提供一個預設顏色，如果這個顏色Swatch無效則使用這個預設顏色。光這麼說不直觀，我們來測試一下，程式碼如下：

var bitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.mipmap.a)
var builder = Palette.from(bitmap)
var palette = builder.generate()
color0.setBackgroundColor(palette.getDominantColor(Color.WHITE))
color1.setBackgroundColor(palette.getMutedColor(Color.WHITE))
color2.setBackgroundColor(palette.getDarkMutedColor(Color.WHITE))
color3.setBackgroundColor(palette.getLightMutedColor(Color.WHITE))
color4.setBackgroundColor(palette.getVibrantColor(Color.WHITE))
color5.setBackgroundColor(palette.getDarkVibrantColor(Color.WHITE))
color6.setBackgroundColor(palette.getLightVibrantColor(Color.WHITE))

執行後結果如下：

這樣各個顏色的差別就一目瞭然。除了上面的函數，還可以使用getColorForTarget這個函數，如下：

@ColorInt
public int getColorForTarget(@NonNull final Target target, @ColorInt final int defaultColor) {

這個函數需要一個Target，提供了6個靜態欄位，如下：

/**
 * A target which has the characteristics of a vibrant color which is light in luminance.
*/
public static final Target LIGHT_VIBRANT;

/**
 * A target which has the characteristics of a vibrant color which is neither light or dark.
 */
public static final Target VIBRANT;

/**
 * A target which has the characteristics of a vibrant color which is dark in luminance.
 */
public static final Target DARK_VIBRANT;

/**
 * A target which has the characteristics of a muted color which is light in luminance.
 */
public static final Target LIGHT_MUTED;

/**
 * A target which has the characteristics of a muted color which is neither light or dark.
 */
public static final Target MUTED;

/**
 * A target which has the characteristics of a muted color which is dark in luminance.
 */
public static final Target DARK_MUTED;

其實就是對應著上面除了主色調之外的六種顏色。

文字顏色自動適配

在上面的執行結果中可以看到，每個顏色上面的文字都很清楚的顯示，而且它們並不是同一種顏色。其實這也是Palette提供的功能。

通過下面的函數，我們可以得到各種色調所對應的Swatch物件：

getDominantSwatch
getMutedSwatch
getDarkMutedSwatch
getLightMutedSwatch
getVibrantSwatch
getDarkVibrantSwatch
getLightVibrantSwatch

注意：同上面一樣，也可以通過getSwatchForTarget(@NonNull final Target target)來獲取

Swatch類提供了以下函數：

getPopulation(): 樣本中的畫素數量
getRgb(): 顏色的RBG值
getHsl(): 顏色的HSL值
getBodyTextColor(): 能都適配這個Swatch的主體文字的顏色值
getTitleTextColor(): 能都適配這個Swatch的標題文字的顏色值

所以我們通過getBodyTextColor()和getTitleTextColor()可以很容易得到在這個顏色上可以很好現實的標題和主體文字顏色。所以上面的測試程式碼完整如下：

var bitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.mipmap.a)
var builder = Palette.from(bitmap)
var palette = builder.generate()

color0.setBackgroundColor(palette.getDominantColor(Color.WHITE))
color0.setTextColor(palette.dominantSwatch?.bodyTextColor ?: Color.WHITE)

color1.setBackgroundColor(palette.getMutedColor(Color.WHITE))
color1.setTextColor(palette.mutedSwatch?.bodyTextColor ?: Color.WHITE)

color2.setBackgroundColor(palette.getDarkMutedColor(Color.WHITE))
color2.setTextColor(palette.darkMutedSwatch?.bodyTextColor ?: Color.WHITE)

color3.setBackgroundColor(palette.getLightMutedColor(Color.WHITE))
color3.setTextColor(palette.lightMutedSwatch?.bodyTextColor ?: Color.WHITE)

color4.setBackgroundColor(palette.getVibrantColor(Color.WHITE))
color4.setTextColor(palette.vibrantSwatch?.bodyTextColor ?: Color.WHITE)

color5.setBackgroundColor(palette.getDarkVibrantColor(Color.WHITE))
color5.setTextColor(palette.darkVibrantSwatch?.bodyTextColor ?: Color.WHITE)

color6.setBackgroundColor(palette.getLightVibrantColor(Color.WHITE))
color6.setTextColor(palette.lightVibrantSwatch?.bodyTextColor ?: Color.WHITE)

這樣每個顏色上的文字都可以清晰的顯示。

那麼這個標題和主體文字顏色有什麼差別，他們又是如何的到的？我們來看看原始碼：

/**
 * Returns an appropriate color to use for any 'title' text which is displayed over this
 * {@link Swatch}'s color. This color is guaranteed to have sufficient contrast.
 */
@ColorInt
public int getTitleTextColor() {
    ensureTextColorsGenerated();
    return mTitleTextColor;
}

/**
 * Returns an appropriate color to use for any 'body' text which is displayed over this
 * {@link Swatch}'s color. This color is guaranteed to have sufficient contrast.
 */
@ColorInt
public int getBodyTextColor() {
    ensureTextColorsGenerated();
    return mBodyTextColor;
}

可以看到都會先執行ensureTextColorsGenerated()，它的原始碼如下：

private void ensureTextColorsGenerated() {
    if (!mGeneratedTextColors) {
        // First check white, as most colors will be dark
        final int lightBodyAlpha = ColorUtils.calculateMinimumAlpha(
                Color.WHITE, mRgb, MIN_CONTRAST_BODY_TEXT);
        final int lightTitleAlpha = ColorUtils.calculateMinimumAlpha(
                Color.WHITE, mRgb, MIN_CONTRAST_TITLE_TEXT);

        if (lightBodyAlpha != -1 && lightTitleAlpha != -1) {
            // If we found valid light values, use them and return
            mBodyTextColor = ColorUtils.setAlphaComponent(Color.WHITE, lightBodyAlpha);
            mTitleTextColor = ColorUtils.setAlphaComponent(Color.WHITE, lightTitleAlpha);
            mGeneratedTextColors = true;
            return;
        }

        final int darkBodyAlpha = ColorUtils.calculateMinimumAlpha(
                Color.BLACK, mRgb, MIN_CONTRAST_BODY_TEXT);
        final int darkTitleAlpha = ColorUtils.calculateMinimumAlpha(
                Color.BLACK, mRgb, MIN_CONTRAST_TITLE_TEXT);

        if (darkBodyAlpha != -1 && darkTitleAlpha != -1) {
            // If we found valid dark values, use them and return
            mBodyTextColor = ColorUtils.setAlphaComponent(Color.BLACK, darkBodyAlpha);
            mTitleTextColor = ColorUtils.setAlphaComponent(Color.BLACK, darkTitleAlpha);
            mGeneratedTextColors = true;
            return;
        }

        // If we reach here then we can not find title and body values which use the same
        // lightness, we need to use mismatched values
        mBodyTextColor = lightBodyAlpha != -1
                ? ColorUtils.setAlphaComponent(Color.WHITE, lightBodyAlpha)
                : ColorUtils.setAlphaComponent(Color.BLACK, darkBodyAlpha);
        mTitleTextColor = lightTitleAlpha != -1
                ? ColorUtils.setAlphaComponent(Color.WHITE, lightTitleAlpha)
                : ColorUtils.setAlphaComponent(Color.BLACK, darkTitleAlpha);
        mGeneratedTextColors = true;
    }
}

通過程式碼可以看到，這兩種文字顏色實際上要麼是白色要麼是黑色，只是透明度Alpha不同。

這裡面有一個關鍵函數，即ColorUtils.calculateMinimumAlpha()：

public static int calculateMinimumAlpha(@ColorInt int foreground, @ColorInt int background,
        float minContrastRatio) {
    if (Color.alpha(background) != 255) {
        throw new IllegalArgumentException("background can not be translucent: #"
                + Integer.toHexString(background));
    }

    // First lets check that a fully opaque foreground has sufficient contrast
    int testForeground = setAlphaComponent(foreground, 255);
    double testRatio = calculateContrast(testForeground, background);
    if (testRatio < minContrastRatio) {
        // Fully opaque foreground does not have sufficient contrast, return error
        return -1;
    }

    // Binary search to find a value with the minimum value which provides sufficient contrast
    int numIterations = 0;
    int minAlpha = 0;
    int maxAlpha = 255;

    while (numIterations <= MIN_ALPHA_SEARCH_MAX_ITERATIONS &&
            (maxAlpha - minAlpha) > MIN_ALPHA_SEARCH_PRECISION) {
        final int testAlpha = (minAlpha + maxAlpha) / 2;

        testForeground = setAlphaComponent(foreground, testAlpha);
        testRatio = calculateContrast(testForeground, background);

        if (testRatio < minContrastRatio) {
            minAlpha = testAlpha;
        } else {
            maxAlpha = testAlpha;
        }

        numIterations++;
    }

    // Conservatively return the max of the range of possible alphas, which is known to pass.
    return maxAlpha;
}

它根據背景色和前景色計算前景色最合適的Alpha。這期間如果小於minContrastRatio則返回-1，說明這個前景色不合適。而標題和主體文字的差別就是這個minContrastRatio不同而已。

回到ensureTextColorsGenerated程式碼可以看到，先根據當前色調，計算出白色前景色的Alpha，如果兩個Alpha都不是-1，就返回對應顏色；否則計算黑色前景色的Alpha，如果都不是-1，返回對應顏色；否則標題和主體文字一個用白色一個用黑色，返回對應顏色即可。

總結

通過上面我們看到，Palette的功能很強大，但是它使用起來非常簡單，可以讓我們很方便的提取圖片中的顏色，並且適配合適的文字顏色。同時注意因為ColorUtils是public的，所以當我們需要文字自動適配顏色的情況時，也可以通過ColorUtils的幾個函數自己實現計算動態顏色的方案。

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前言

建立Palette

提取顏色

文字顏色自動適配

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