Android利用Palette实现提取图片颜色

前言

Palette即调色板这个功能其实很早就发布了，Jetpack同样将这个功能也纳入其中，想要使用这个功能，需要先依赖库

implementation 'androidx.palette:palette:1.0.0'

本篇文章就来讲解一下如何使用Palette在图片中提取颜色。

创建Palette

创建Palette其实很简单，如下

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

这样，我们就通过一个Bitmap创建一个Pallete对象。

注意：直接使用Palette.generate(bitmap)也可以，但是这个方法已经不推荐使用了，网上很多老文章中依然使用这种方式。建议还是使用Palette.Builder这种方式。

generate()这个函数是同步的，当然考虑图片处理可能比较耗时，Android同时提供了异步函数

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

通过一个PaletteAsyncListener来获取Palette实例，这个接口如下：

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);
}

提取颜色

有了Palette实例，就可以通过Palette对象的相应函数就可以获取图片中的颜色，而且不只一种颜色，下面一一列举：

getDominantColor：获取图片中的主色调
getMutedColor：获取图片中柔和的颜色
getDarkMutedColor：获取图片中柔和的暗色
getLightMutedColor：获取图片中柔和的亮色
getVibrantColor：获取图片中有活力的颜色
getDarkVibrantColor：获取图片中有活力的暗色
getLightVibrantColor：获取图片中有活力的亮色

这些函数都需要提供一个默认颜色，如果这个颜色Swatch无效则使用这个默认颜色。光这么说不直观，我们来测试一下，代码如下：

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))

运行后结果如下：

这样各个颜色的差别就一目了然。除了上面的函数，还可以使用getColorForTarget这个函数，如下：

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

这个函数需要一个Target，提供了6个静态字段，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;

其实就是对应着上面除了主色调之外的六种颜色。

文字颜色自动适配

在上面的运行结果中可以看到，每个颜色上面的文字都很清楚的显示，而且它们并不是同一种颜色。其实这也是Palette提供的功能。

通过下面的函数，我们可以得到各种色调所对应的Swatch对象：

getDominantSwatch
getMutedSwatch
getDarkMutedSwatch
getLightMutedSwatch
getVibrantSwatch
getDarkVibrantSwatch
getLightVibrantSwatch

注意：同上面一样，也可以通过getSwatchForTarget(@NonNull final Target target)来获取

Swatch类提供了以下函数：

getPopulation(): 样本中的像素数量
getRgb(): 颜色的RBG值
getHsl(): 颜色的HSL值
getBodyTextColor(): 能都适配这个Swatch的主体文字的颜色值
getTitleTextColor(): 能都适配这个Swatch的标题文字的颜色值

所以我们通过getBodyTextColor()和getTitleTextColor()可以很容易得到在这个颜色上可以很好现实的标题和主体文本颜色。所以上面的测试代码完整如下：

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)

这样每个颜色上的文字都可以清晰的显示。

那么这个标题和主体文本颜色有什么差别，他们又是如何的到的？我们来看看源码：

/**
 * 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;
}

可以看到都会先执行ensureTextColorsGenerated()，它的源码如下：

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;
    }
}

通过代码可以看到，这两种文本颜色实际上要么是白色要么是黑色，只是透明度Alpha不同。

这里面有一个关键函数，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;
}

它根据背景色和前景色计算前景色最合适的Alpha。这期间如果小于minContrastRatio则返回-1，说明这个前景色不合适。而标题和主体文本的差别就是这个minContrastRatio不同而已。

回到ensureTextColorsGenerated代码可以看到，先根据当前色调，计算出白色前景色的Alpha，如果两个Alpha都不是-1，就返回对应颜色；否则计算黑色前景色的Alpha，如果都不是-1，返回对应颜色；否则标题和主体文本一个用白色一个用黑色，返回对应颜色即可。

总结

通过上面我们看到，Palette的功能很强大，但是它使用起来非常简单，可以让我们很方便的提取图片中的颜色，并且适配合适的文字颜色。同时注意因为ColorUtils是public的，所以当我们需要文字自动适配颜色的情况时，也可以通过ColorUtils的几个函数自己实现计算动态颜色的方案。

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