Processing中PImage类和loadImage()、createImage()函数的相关解析

聊一聊Processing中PImage类和loadImage()、createImage()函数。因为要借P5做多媒体创意展示，图片是一个很重要的媒体。有必要就图片的获取和展放作总结。

首先

有一点需要先提出来，PGraphics是继承自PImage的，看源码：

public class PGraphics extends PImage implements PConstants {
	...
}

因此，理论上所有的绘制函数其实它的绘制对象都是PImage,都在这张图纸上呈现内容，即默认的PGraphics g，可参考笔者另一篇：
https://www.cnblogs.com/sharpeye/p/13734132.html
这就给我们一个参考，意思是PGraphics和PImage时常要考虑两者互相转换的问题。实际运行时也是如此。

其次

PImage类中设有混合叠加的方法、图片文件的IO方法，即保存读取方法等，比较常用的是loadPixels()、save()、filter()等，当然还有许多内部成员变量，比如format width height pixels等等。其中format指的是颜色通道格式，比如有RGB ARGB ALPHA等。save()是可以保存带有alpha通道的图像的。
PImage类要使用必须要new实例对象，一般的，无外乎是使用loadImage()、createImage()这两个函数来获得这一对象。如果要读取一张现有的图像信息，那么就load。
根据官网说明，loadImage()有两参数可供填写，即：loadImage(filename, extension)。
filename指的是本地文件路径或者url文件路径。本地文件路径可以是绝对地址也可以是相对地址。
extension指的是指定文件后缀，即文件类型匹配。如果于真实文件类型不匹配也能读进内存，不过通道数据未必能读取，也就是alpha层的问题。文件类型共有几类 ".tga", ".jpg", ".png", ".jpeg", ".gif"等，".tif"无法读取，P5自己的.tiff保存文件是可以的。请见下文例子:

PImage img1;
PImage img2;
PImage webImg;
void setup() {
  size(500,500);
  img1 = loadImage("mypic.png");	//读取相对路径下的文件，即pde根目录下的文件，如果有data文件夹，则在此文件夹下寻找
  img2 = loadImage("d://mypic.png");//读取绝对路径下的文件

  String url = "https://processing.org/img/processing-web.png";//读取web互联网上的文件，也可读取局域网下的文件
  webImg = loadImage(url, "png");//选定读取的文件类型为png
}

void draw() {
  background(0);

  image(img1, 0, 0);
  image(img2, 200, 0);
  image(webImg, 0, 200);
}

会注意到，读取本地的文件速度非常理想，但是互联网上的文件会根据网络情况产生不少等待时间，给它看成是Processing的假死状态，这是不希望看到的情况，如何来避免呢？有个函数官方给我们了----requstImage()。
这个函数就可以避免假死状态，或者称之为非阻塞式读取，而传统读取是阻塞式的。实质上查阅源码会看到它新建了一个thread线程，因此，可以避免占用主线程而耽误往后的语句执行任务。代码如下:

  /**
   * ( begin auto-generated from requestImage.xml )
   *
   * This function load images on a separate thread so that your sketch does
   * not freeze while images load during <b>setup()</b>. While the image is
   * loading, its width and height will be 0. If an error occurs while
   * loading the image, its width and height will be set to -1. You'll know
   * when the image has loaded properly because its width and height will be
   * greater than 0. Asynchronous image loading (particularly when
   * downloading from a server) can dramatically improve performance.<br />
   * <br/> <b>extension</b> parameter is used to determine the image type in
   * cases where the image filename does not end with a proper extension.
   * Specify the extension as the second parameter to <b>requestImage()</b>.
   *
   * ( end auto-generated )
   *
   * @webref image:loading_displaying
   * @param filename name of the file to load, can be .gif, .jpg, .tga, or a handful of other image types depending on your platform
   * @param extension the type of image to load, for example "png", "gif", "jpg"
   * @see PImage
   * @see PApplet#loadImage(String, String)
   */
  public PImage requestImage(String filename, String extension) {
    // Make sure saving to this file completes before trying to load it
    // Has to be called on main thread, because P2D and P3D need GL functions
    if (g != null) {
      g.awaitAsyncSaveCompletion(filename);
    }
    PImage vessel = createImage(0, 0, ARGB);

    // if the image loading thread pool hasn't been created, create it
    if (requestImagePool == null) {
      ThreadFactory factory = new ThreadFactory() {
        public Thread newThread(Runnable r) {
          return new Thread(r, REQUEST_IMAGE_THREAD_PREFIX);
        }
      };
      requestImagePool = Executors.newFixedThreadPool(4, factory);
    }
    requestImagePool.execute(() -> {
      PImage actual = loadImage(filename, extension);

      // An error message should have already printed
      if (actual == null) {
        vessel.width = -1;
        vessel.height = -1;

      } else {
        vessel.width = actual.width;
        vessel.height = actual.height;
        vessel.format = actual.format;
        vessel.pixels = actual.pixels;

        vessel.pixelWidth = actual.width;
        vessel.pixelHeight = actual.height;
        vessel.pixelDensity = 1;
      }
    });
    return vessel;
  }

能发现官方设立了一个线程池接口类ExecutorService，而后新建线程池，每次读取图片都新建一个线程入线程池，统一管理，并用ExecutorService实例的对象来execute执行，从而独立于主线程来执行任务。

再次

光有读取还不完善，来看看自己生成图片对象createImage()。很清楚，三个参数

Parameters	
w	int: width in pixels	图片对象宽度尺寸
h	int: height in pixels	图片对象高度尺寸
format	int: Either RGB, ARGB, ALPHA (grayscale alpha channel)	图片类型

官方介绍到，要注意使用规范性，如下：

PImage image = createImage(600,400,RGB);	//正确的实例PImage写法	其中图片通道类型有RGB, ARGB, ALPHA
// *错误* PImage image = new PImage(600,400,RGB);		//错误的写法！！

实际上参照源码，就是new PImage的方法实例：

public PImage createImage(int w, int h, int format) {
  PImage image = new PImage(w, h, format);
  image.parent = this;  // make save() work
  return image;
}

值得思考的是:
一、 PImage对象改变其像素无外乎要修改其pixels数组值，而不能再图片上直接绘制图形，如果要绘制则必须转换成PGraphics;
二、 如果要复制PImage以实例多个对象，可以使用copy()或者clone(),比如：

PImage op;
PImage op2;

try  {
    op = (PImage)img2.clone();	使用clone方法 注意转换类型
  }
  catch(Exception e) {
  }
  
op2 = img2.copy():	使用copy方法

三、 绘制在PGraphics上的方法有三种，一种是image(),一种是set()，还有一种是手动以遍历像素的形式来绘制渲染。如下：

  image(img1, 100, 0);
  image(img2, 200, 0);
  image(webImg, 0, 200);   //使用image方法
  
  set(0,0,img2);   //使用set方法

  loadPixels();
  img1.loadPixels();
  for (int x = 0; x < img1.width; x++) {
    for (int y = 0; y < img1.height; y++) {
      color c = img1.pixels[y*img1.width + x];
      if(alpha(c) == 0)   continue;   //alpha通道检测
      pixels[y*width + x] = c ;   //相当于 g.pixels[]...   使用了pixels数组直接赋值
    }
  }
  updatePixels();

//************************************//   另一种手动填充像素 set
  img1.loadPixels();
  for (int x = 0; x < img1.width; x++) {
    for (int y = 0; y < img1.height; y++) {
      color c = img1.pixels[y*img1.width + x];
      //if(alpha(c) == 0)   continue;  使用set方法  alpha通道检测可跳过
      set(x,y,c);   //使用set方法    注意使用set方法跟updatePixels方法有冲突，这里去掉其调用
    }
  }
//************************************//

最后

当然，在实际使用中，会用到大量技巧，比如image()、set()两函数渲染图片效率有出入，一般可以用set()来提高渲染效率，但是无法进行矩阵变换等运算。再如，PImage中的save()可以保存带通道的图片。这次就简单做一总结，我们往后再细聊，感谢阅读!!