【原】Github系列之一：一起做仿天气类应用中的实时模糊效果LiveBlur

从本文开始，我将专门开辟一个Github Code系列，开源自己写的一部分有意思而且实用的demo，共同学习。以前都发布在git OSChina上，后面有空会陆陆续续整理到Github上。OSChina最大的优点是可以免费托管私有项目，服务器在国内速度快，这些是Github所比不了的。不过Github优势在于开源氛围浓烈，有利于向各位开源大牛学习交流。长话短说，just do it!

本文只要实现随滚动实时模糊(或称为动态模糊)的效果(请见文章末尾处)，这种效果被广泛应用于各大天气类APP中，如墨迹天气、黄历天气、雅虎天气等。随着scrollView向上滚动，背景逐渐模糊，二者是相互联动的，实现起来很简单。在文章的后半部分我们尝试用两种方法实现这种效果。不过我要强调的一点是，我的一些文章的方法思路虽简单，但我更注重这个过程中对一些“坑”的处理，这是个融汇贯通的过程。比如预告一下，本文提到了几个坑：KVO陷阱、autoRelease坑、drawRect坑…

首先，我们利用KVO将scrollView的contentOffset与Image的模糊度进行绑定，这样我们就能实时检测到scrollview(本文为tableview)的滚动偏移量，从而改变image的模糊度。

在此之前，我们从UIImageView派生出子类WZLLiveBlurImageView来实现图像的模糊改变，先看头文件不管实现：

 1 #import <UIKit/UIKit.h>
 2 //default initial blur level
 3 #define kImageBlurLevelDefault          0.9f
 4 @interface WZLLiveBlurImageView : UIImageView
 5 
 6 /**
 7  *  set blur level
 8  *
 9  *  @param level blur level
10  */
11 - (void)setBlurLevel:(CGFloat)level;
12 
13 @end

setBlurLevel:是唯一的方法接口给调用者调用。接着我们在一个ViewController中把这个WZLLiveBlurImageView显示出来。在ViewController中还应该有一个tableView用于模拟天气类应用的使用场景。那WZLLiveBlurImageView要放在哪里比较合适呢？tableView有一个subView叫做backgroundView，就选它了。以下是初始化代码，放在ViewController的viewDidLoad方法中：

 1    //generate item content for tableView
 2     _items = [self items];
 3     self.tableView.dataSource = self;
 4     self.tableView.delegate = self;
 5     self.tableView.separatorStyle = UITableViewCellSeparatorStyleNone;
 6     self.tableView.separatorColor = [UIColor clearColor];
 7     _blurImgView = [[WZLLiveBlurImageView alloc] initWithImage:[UIImage imageNamed:@"bg.jpg"]];
 8     _blurImgView.frame = self.tableView.frame;
 9     self.tableView.backgroundView = _blurImgView;
10     self.tableView.backgroundColor = [UIColor clearColor];
11     self.tableView.contentInset = UIEdgeInsetsMake(CGRectGetHeight(self.tableView.bounds) - 100, 0, 0, 0);

那我们怎么知道tableview到底滚动了多少呢？答案是KVO。KVO的使用当中是有坑的，写出一个健壮稳定的KVO需要注意很多细节，比如要小心崩溃问题，要防止KVO链断开等…对KVO不熟的同学请移步我的另一篇博文：《KVO使用中的陷阱》。紧接着上面的代码，我们继续配置KVO，”contentOffset”字符串必须与tableview的属性值完全一致才有效：

1     //setup kvo on tableview`s contentoffset
2     [self.tableView addObserver:self forKeyPath:@"contentOffset"
3                         options:NSKeyValueObservingOptionNew
4                         context:(__bridge void *)(kWZLLiveBlurImageViewContext)];//kWZLLiveBlurImageViewContext是一个全局的字符串

注册与注销要成对出现，尽管是ARC，但在dealloc也要清理现场：

1 - (void)dealloc
2 {
3     [self.tableView removeObserver:self forKeyPath:@"contentOffset"
4                            context:(__bridge void *)kWZLLiveBlurImageViewContext];
5 }

添加KVO的默认回调函数，当前类的所有KVO都走的这里，建议KVO都写成如下这样，注意对super以及context的处理：

 1 #pragma mark - KVO configuration
 2 - (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context
 3 {
 4     if (context == (__bridge void *)(kWZLLiveBlurImageViewContext)) {
 5         CGFloat blurLevel = (self.tableView.contentInset.top + self.tableView.contentOffset.y) / CGRectGetHeight(self.tableView.bounds);
 6         [_blurImgView setBlurLevel:blurLevel];
 7     } else {
 8         [super observeValueForKeyPath:keyPath ofObject:object change:change context:context];
 9     }
10 }

以上代码基本就形成了实时模糊的整体框架了，现在还差WZLLiveBlurImageView中对模糊图像的实现。对UIImage进行模糊处理的代码网上有很多，基本都是同一个版本，这里我们就站在巨人的肩膀上，用一下这个算法，使用 – (UIImage *)applyBlurWithRadius:(CGFloat)blurRadius; 方法对image进行模糊处理：

 1 //
 2 //  UIImage+Blur.h
 3 //  WZLLiveBlurImageView
 4 //
 5 //  Created by zilin_weng on 15/3/23.
 6 //  Copyright (c) 2015年 Weng-Zilin. All rights reserved.
 7 //
 8 
 9 #import <UIKit/UIKit.h>
10 
11 @interface UIImage (Blur)
12 
13 - (UIImage *)applyBlurWithRadius:(CGFloat)blurRadius;
14 
15 @end

UIImage+Blur.h

 1 //  2 // UIImage+Blur.m  3 // WZLLiveBlurImageView  4 //  5 // Created by zilin_weng on 15/3/23.  6 // Copyright (c) 2015年 Weng-Zilin. All rights reserved.  7 //  8  9 #import "UIImage+Blur.h" 10 #import <Accelerate/Accelerate.h> 11 12 @implementation UIImage (Blur) 13 14 - (UIImage *)applyBlurWithRadius:(CGFloat)blur 15 { 16 if (blur < 0.f || blur > 1.f) { 17 blur = 0.5f; 18  } 19 int boxSize = (int)(blur * 40); 20 boxSize = boxSize - (boxSize % 2) + 1; 21 22 CGImageRef img = self.CGImage; 23  vImage_Buffer inBuffer, outBuffer; 24  vImage_Error error; 25 void *pixelBuffer; 26 27 //create vImage_Buffer with data from CGImageRef 28 CGDataProviderRef inProvider = CGImageGetDataProvider(img); 29 CFDataRef inBitmapData = CGDataProviderCopyData(inProvider); 30 31 inBuffer.width = CGImageGetWidth(img); 32 inBuffer.height = CGImageGetHeight(img); 33 inBuffer.rowBytes = CGImageGetBytesPerRow(img); 34 35 inBuffer.data = (void*)CFDataGetBytePtr(inBitmapData); 36 37 //create vImage_Buffer for output 38 pixelBuffer = malloc(CGImageGetBytesPerRow(img) * CGImageGetHeight(img)); 39 40 if(pixelBuffer == NULL) 41 NSLog(@"No pixelbuffer"); 42 43 outBuffer.data = pixelBuffer; 44 outBuffer.width = CGImageGetWidth(img); 45 outBuffer.height = CGImageGetHeight(img); 46 outBuffer.rowBytes = CGImageGetBytesPerRow(img); 47 48 // Create a third buffer for intermediate processing 49 /*void *pixelBuffer2 = malloc(CGImageGetBytesPerRow(img) * CGImageGetHeight(img)); 50  vImage_Buffer outBuffer2; 51  outBuffer2.data = pixelBuffer2; 52  outBuffer2.width = CGImageGetWidth(img); 53  outBuffer2.height = CGImageGetHeight(img); 54  outBuffer2.rowBytes = CGImageGetBytesPerRow(img);*/ 55 //perform convolution 56 error = vImageBoxConvolve_ARGB8888(&inBuffer, &outBuffer, NULL, 0, 0, boxSize, boxSize, NULL, kvImageEdgeExtend) 57 ?: vImageBoxConvolve_ARGB8888(&outBuffer, &inBuffer, NULL, 0, 0, boxSize, boxSize, NULL, kvImageEdgeExtend) 58 ?: vImageBoxConvolve_ARGB8888(&inBuffer, &outBuffer, NULL, 0, 0, boxSize, boxSize, NULL, kvImageEdgeExtend); 59 60 if (error) { 61 NSLog(@"error from convolution %ld", error); 62  } 63 64 CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB(); 65 CGContextRef ctx = CGBitmapContextCreate(outBuffer.data, 66  outBuffer.width, 67  outBuffer.height, 68 8, 69  outBuffer.rowBytes, 70  colorSpace, 71  (CGBitmapInfo)kCGImageAlphaNoneSkipLast); 72 CGImageRef imageRef = CGBitmapContextCreateImage (ctx); 73 UIImage *returnImage = [UIImage imageWithCGImage:imageRef]; 74 //clean up 75  CGContextRelease(ctx); 76  CGColorSpaceRelease(colorSpace); 77  free(pixelBuffer); 78 //free(pixelBuffer2); 79  CFRelease(inBitmapData); 80  CGImageRelease(imageRef); 81 return returnImage; 82 } 83 84 85 86 @end

UIImage+Blur.m

接下来有两种思路可供参考：（1）直接法；（2）间接法

（1）直接法

从字面上看直接法可以理解为直接改变图片的模糊度，也就是在KVO响应函数中根据tableView偏移量算出一个模糊目标值，每次目标值更新了，就做一次图像模糊处理算法。这种方法简单粗暴，思路直接。由于滚动过程中对模糊处理调用非常频繁，这个时候要特别注意性能问题。在这里影响性能问题主要有两个因素：内存跟绘图。如果内存在短时间内不能及时释放，则在小内存设备上将显得很脆弱！在内存问题上，注意到上述图像模糊算法返回的是一个autoRelease类型的对象，但是autoRelease对象并不会在作用域之外就自动释放的(what?如果你觉得惊讶，说明你对autoRelease认识还不够，建议你看看我的另一篇文章：《你真的懂autoRelease吗？》)。解决办法就是使用autoReleasePool手动干预对象的释放时机。内存问题解决了，接着是绘图问题。很多文章都说使用比UIKIt更底层的CGGraphy绘图可以达到更高的效率，于是我们写出如下代码：(函数内的单元检测是必须的)

 1 #import "WZLLiveBlurImageView.h"  2 #import "UIImage+Blur.h"  3  4 @interface WZLLiveBlurImageView ()  5 {  6 UIImage *_originImage;  7  CGFloat _blurLevel;  8 }  9 @end 11 @implementation WZLLiveBlurImageView 18 - (void)setBlurLevel:(CGFloat)level 19 { 20 if (!self.image) { 21 NSLog(@"image is empty!"); 22 return; 23  } 24 _blurLevel = level; 25  [self setNeedsDisplay]; 26 } 27 28 #pragma mark - private apis 29 - (void)drawRect:(CGRect)rect 30 { 31  @autoreleasepool { 32 if (_originImage) { 33 UIImage *blurImg = [_originImage applyBlurWithRadius:_blurLevel]; 34  [blurImg drawInRect:self.bounds]; 35  } 36  } 37 } 38 @end

是不是觉得很完美，该考虑的都考虑到了。运行一下发现，图像模糊度没发生改变。为啥？因为drawRect函数根本没调用到！按command+shift+0打开APPLE文档查看UIImageVIew发现以下的描述：

苹果说的很清楚了，意思是UIImageView类已经做了优化，如果你子类化UIImageView是不会调用drawRect的！只有从UIView派生的类才允许走drawRect。虽然遇到了坑，不过我们可以放心地直接使用 self.image = xxxBlurImage; 这样的方法来更新模糊图像了。同时，为了避免 self.image = [_originImage applyBlurWithRadius:level]; 方法太耗时从而阻塞UI，我们使用GCD去处理模糊操作，处理结束后回到主线程更新image。使用GCD过程中要防止循环引用(点我点我)，下面就是完整的代码：

 1 #import "WZLLiveBlurImageView.h"  2 #import "UIImage+Blur.h"  3  4 @interface WZLLiveBlurImageView ()  5 @property (nonatomic, strong) UIImage *originImage;  6 @end  7  8 @implementation WZLLiveBlurImageView  9 /** 10  * set blur level 11  * 12  * @param level blur level 13 */ 14 - (void)setBlurLevel:(CGFloat)level 15 { 16 if (!self.image) { 17 NSLog(@"image is empty!"); 18 return; 19  } 20 level = (level > 1 ? 1 : (level < 0 ? 0 : level)); 21 NSLog(@"level:%@", @(level)); 22 //self.realBlurImageView.alpha = level; 23  @autoreleasepool { 24 if (_originImage) { 25 __weak typeof(WZLLiveBlurImageView*) weakSelf = self; 26 __block UIImage *blurImage = nil; 27 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ 28 blurImage = [weakSelf.originImage applyBlurWithRadius:level]; 29 //get back to main thread to update UI 30 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ 31 weakSelf.image = blurImage; 32  }); 33  }); 34  } 35  } 36 }

缺点是：在低性能设备上虽然可以实现滚动流畅，但由于CPU性能捉急，导致tableView已经滚动了，image才慢慢模糊，这种延时给人很差的体验。如果去掉GCD，则延时消失，但滚动卡顿严重。在写这篇文章时最新设备是iphone6p，iphone4基本淘汰。用iphone4s真机调试时，直接法hold不住。当然，模拟器无压力妥妥的，不过那又怎样！附直接法在模拟器的效果，录制过程失真了导致模糊效果看起来不自然：

========================

（2）间接法

既然直接法暂时做不了，那我们可以考虑曲线救国。我的策略是在WZLLiveBlurImageView上添加一个UIImageVIew，称为 realBlurImageView ，用 realBlurImageView 来实现真的模糊，但是只模糊一次。在tableview滚动过程中只改变 realBlurImageView 的透明度alpha。此法可谓移花接木。

 1 #import "WZLLiveBlurImageView.h"  2 #import "UIImage+Blur.h"  3  4 @interface WZLLiveBlurImageView ()  5 @property (nonatomic, strong) UIImage *originImage;  6 @property (nonatomic, strong) UIImageView *realBlurImageView;  7 @end  8  9 @implementation WZLLiveBlurImageView 10 11 - (void)setBlurLevel:(CGFloat)level 12 { 13 if (!self.image || !self.realBlurImageView) { 14 NSLog(@"image is empty!"); 15 return; 16  } 17 level = (level > 1 ? 1 : (level < 0 ? 0 : level)); 18 NSLog(@"level:%@", @(level)); 19 self.realBlurImageView.alpha = level; 20 } 21 22 #pragma mark - private apis 23 24 - (void)setImage:(UIImage *)image 25 { 26  [super setImage:image]; 27 if (_originImage == nil && image) { 28 _originImage = image; 29  } 30 if (!self.realBlurImageView) { 31 UIImage *blurImage = [image applyBlurWithRadius:kImageBlurLevelDefault]; 32 self.realBlurImageView = [[UIImageView alloc] initWithImage:blurImage]; 33 self.realBlurImageView.backgroundColor = [UIColor clearColor]; 34 self.realBlurImageView.frame = self.bounds; 35 self.realBlurImageView.alpha = 0; 36  [self addSubview:self.realBlurImageView]; 37  } 38 }

间接法虽然引入了新的对象，但换来了性能上的完美折中，我认为是值得的。不管是模拟器还是低性能真机，调试都OK，实时性很好：

我们抛出的问题都完美解决了，也顺带解决了一些坑。方法虽简单，但过程还是比较有意义的。最后附上整个demo的github地址.

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