这两天公众号发布了篇如何将 图片 转换 字符画 效果的文章，不过具体的实现是在 CPU 上的。
那天在朋友圈问了一下如何通过 OpenGL Shader 实现同样效果，没想到引来了大神的关注。
于是就有了如下这篇文章，转载自大佬的实现，文章末尾有源码地址。
对于如何实现将 图片 转换成 字符画 效果，如何你也有好的见解，欢迎投稿，让大家一起学习一下。
效果
实际效果如下：
实现原理
1.1 RGB 转灰度值
首先，我们知道在 OpenGL 中颜色有4个通道RGBA，对于一般图片 A = 1.0。那还有3个通道需要处理 RGB。
而我们的字符画使用 1 个字符表示 1 块颜色，即我们需要将 RGB 三个通道进行某种处理(3个值)，让它们变为1个值，我们才能对应某 1 个字符。
上面所说的某种处理就是：RGB 值转换为灰度值。
这个部分我们可以通过 shader 进行转换，shader 来自 GPUImageGrayscaleFilter：
precision highp float;
varying vec2 textureCoordinate;
uniform sampler2D inputImageTexture;
const highp vec3 W = vec3(0.2125, 0.7154, 0.0721);
void main()
{
lowp vec4 textureColor = texture2D(inputImageTexture, textureCoordinate);
float luminance = dot(textureColor.rgb, W);
gl_FragColor = vec4(vec3(luminance), textureColor.a);
}
通过上面的处理，我们就把 RGB 值转换为了灰度值，或者 shader 中的 luminance(亮度值)。
此时，RGB值均等于luminance。(后面直接使用RGB中任何一个值即可)
1.2 灰度值转字符
现在的灰度值范围为 [0,1.0]，我们将其量化为15个等级。
等级细分可根据需求自己确定。
由低到高为 [0, 1/15, 2/15,...,1.0]：
图中文字可自行选择，保证其在图中黑白占比接近对应的等级即可。
1.3 灰度图尺寸转换
如果我们使用一个像素表示一个字符，肯定是看不出字符的形状的，所以一般采用多个像素点表示一个字符的形式来进行显示。
所以未转换成字符的时候，用多个点表示一个灰度，就会得到下面这张马赛克风格的图。
示例中，我采用了 10*10 的像素点来表示一个灰度值。10*10 比较难画，下面我用 5*5 的像素点来解释。
如果用 5*5 的像素点来表示1个灰度值，我们需要用25个点的灰度值算一个平均，然后再用这个灰度值去填充25个像素格子。
那如果我把图片的长和宽都缩小5倍，然后用灰度值来绘制，那么 GPU 会帮我们完成计算，而且现在我只需要1个格子。
我们再来一个具体的例子，假设我有一张 1000*1000 的图，通过灰度shader和在 0.1 倍的frame buffer上进行绘制，就可以得到一个 100*100 的灰度图查询的纹理。
即，对于原始图中坐标(x,y),x∈[0,9],y∈[0,9] 的这些像素点，只需要使用灰度图查询纹理(0,0)这一个像素点的灰度值即可。
1.4 灰度值映射字符纹理
varying highp vec2 textureCoordinate; // 纹理坐标
varying highp vec2 textureCoordinate2; // 纹理坐标(未用到)
uniform sampler2D inputImageTexture; //字符纹理
uniform sampler2D inputImageTexture2; // 灰度值参考纹理
uniform highp vec2 textureSize; // 原图尺寸
void main()
{
// 像素点坐标
highp vec2 coordinate = textureCoordinate * textureSize;
// demo这里写死，可以根据实际情况调整
highp float width = 10.0;
// 计算width*width的区域的中点
highp vec2 midCoor = min((floor(coordinate / width) * width + width * 0.5) / textureSize, 1.0);
// 得到中点的灰度值
lowp vec4 color = texture2D(inputImageTexture2, midCoor);
// 一个字符的归一化纹理坐标
coordinate = mod(coordinate, width) / width;
// 为了节约性能，15个字符我们放在一个纹理上，需要根据灰度值进行x偏移
coordinate.x = (floor(color.r * 14.0) + coordinate.x) / 15.0;
gl_FragColor = texture2D(inputImageTexture, coordinate);
}
- 我们根据纹理坐标和纹理的尺寸算出对应的像素点坐标。
- 计算 width*width 的区域的中点，并得到中心点的灰度值。
由于小尺寸的灰度纹理我们是分开得到的，不能保证一定满足我们上面提到的理想效果，所以采用了中心点的灰度值。
- 我们用width*width的像素点表示一个字符，计算出对应字符的归一化纹理坐标。
- 为了节约性能，由于15个字符纹理我们横向合并在一个纹理中，所以要根据灰度值进行偏移，灰度值选择对应的字符纹理。
Demo 地址
对于如何在 视频 中实现 字符画 效果，就变得很简单了，直接复用源码里面的 filter 就好了，相信关注我公众号的你，一定知道是怎么举一反三了。
源码地址：
作者：收納箱
