Java高级图像API中的快速透视变换

为了我的程序的需要，我创建了一个工具来扭曲图像并将其放置在地图上（我的程序是基于地图的程序）

我写了我自己的放置和扭曲图像的机制，使用放置在图像上的三个点，放置在地图上的三个点，然后我简单地创建一个仿射变换，将第一个三角形变换为第二个三角形，实际上，将图像准确放置在我想要的位置，并进行转换以满足用户的需要

问题是，使用仿射变换，您只能执行最基本的变换。您可以平移、旋转、缩放和倾斜图像。这对于大多数情况来说已经足够了，但我最近想实现一个类似于Photoshop的自由变换的4点变换

我做了一些研究，发现了JAI的透视变换，借助透视图，我可以实现我想要的。我最初有一个问题，就是转换后的图像的背景是透明的，但我也找到了一个解决方案。这是我的代码：

package com.hampton.utils;

import java.awt.Dimension;
import java.awt.RenderingHints;
import java.awt.Transparency;
import java.awt.color.ColorSpace;
import java.awt.image.ColorModel;
import java.awt.image.DataBuffer;
import java.awt.image.SampleModel;
import java.awt.image.renderable.ParameterBlock;

import javax.media.jai.ImageLayout;
import javax.media.jai.Interpolation;
import javax.media.jai.JAI;
import javax.media.jai.PerspectiveTransform;
import javax.media.jai.PlanarImage;
import javax.media.jai.RasterFactory;
import javax.media.jai.RenderedOp;
import javax.media.jai.WarpPerspective;
import javax.media.jai.operator.CompositeDescriptor;

/**
 * @author Savvas Dalkitsis
 */
public class PerspectiveTransformation {


    public static PlanarImage getPrespective(PlanarImage img) {

        int numBands = img.getSampleModel().getNumBands();

        ParameterBlock pb = new ParameterBlock();
        pb.add(new Float(img.getWidth())).add(new Float(img.getHeight()));
        pb.add(new Byte[]{new Byte((byte)0xFF)});
        RenderedOp alpha = JAI.create("constant", pb);


        pb = new ParameterBlock();
        pb.addSource(img).addSource(img);
        pb.add(alpha).add(alpha).add(Boolean.FALSE);
        pb.add(CompositeDescriptor.DESTINATION_ALPHA_LAST);
        SampleModel sm =
            RasterFactory.createComponentSampleModel(img.getSampleModel(),
                                                     DataBuffer.TYPE_BYTE,
                                                     img.getTileWidth(),
                                                     img.getTileHeight(),
                                                     numBands + 1);
        ColorSpace cs =
            ColorSpace.getInstance(numBands == 1 ?
                                   ColorSpace.CS_GRAY : ColorSpace.CS_sRGB);
        ColorModel cm =
            RasterFactory.createComponentColorModel(DataBuffer.TYPE_BYTE,
                                                    cs, true, false,
                                                    Transparency.BITMASK);
        ImageLayout il = new ImageLayout();
        il.setSampleModel(sm).setColorModel(cm);
        RenderingHints rh = new RenderingHints(JAI.KEY_IMAGE_LAYOUT, il);
        RenderedOp srca = JAI.create("composite", pb, rh);


        Dimension d = new Dimension(img.getWidth(),img.getHeight());
        PerspectiveTransform p =  PerspectiveTransform.getQuadToQuad(0, 0, d.width, 0, d.width, d.height, 0, d.height, 100, 0, 300, 0, d.width, d.height, 0, d.height);
        WarpPerspective wp = new WarpPerspective(p);

        pb = (new ParameterBlock()).addSource(srca);
        pb.add(wp);
        pb.add(Interpolation.getInstance(Interpolation.INTERP_BICUBIC));

        PlanarImage i = (PlanarImage)JAI.create("warp",pb);
        return i;
    }

}

它是有效的（为了简单起见，我对转换进行了硬编码，稍后我将把它与我的转换系统合并，只是这次我将使用4点而不是3点）

我的问题是，到目前为止，使用我的旧方法，我所要做的只是存储一个仿射变换（将图像映射到贴图），然后简单地执行g2.drawImage（img，transform），一切都很好。它真的很快，而且很有魅力。我现在的问题是，创建转换后的平面图像需要很多时间（2-3秒），因此对于实时使用来说没有用处。我知道我可以简单地保存转换后的图像，然后画出速度非常快的图像，但我想要这样做的原因是，在我的3点转换机制中，我提供了结果转换的实时视图。当用户拖动每个点时，他立即看到生成的图像

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那么，我的问题是，是否有一种在Graphics2D中使用透视图的快速方法？我要找的是类似于Graphics2D draw（图像，仿射变换）方法的东西。或者，如果您有一个执行速度非常快的第三方图像转换库，也会受到欢迎。

尝试关闭双三次插值-这会节省您一些时间，但会产生较低质量的结果

在3D加速普及之前，游戏使用聪明的技巧绘制透视图。有一篇很好的文章详细解释了这一点。我不知道有基于Java的库使用了这些概念，但是您可以很容易地实现仿射映射版本——只需将原始图像分割为几个三角形，并使用不同的仿射变换映射每个三角形

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如果您想要真正平滑、正确、抗锯齿的预览，我建议使用Java3D o JOGL这样的3D库。

我想到了基于三角形的方法，但如果你想一想，就会发现这是不正确的……你假设两个三角形可以相互独立地变换，而事实并非如此。。。通过使用Java图像编辑器中的过滤器库，我找到了一种更好的方法……它稍微快一点，但每一步都需要我创建一个额外的缓冲图像。使用>100个三角形的SavvasDalkitsis会更快，但内存猪…@SavvasDalkitsis会给出视觉上正常的结果。