图片解码
常见的图片压缩格式主要是PNG和JPEG，在iOS的程序开发中，一般不需要获取一张图片解码后的数据，但如果需要对像素进行操作，可能就需要了解怎么获取相关的像素值。
位图图像（bitmap），是由多个像素点排列组成的。当我们对PNG和JPG进行解码后，应该获取到一组像素点数据，这样一组数据就组成了解码后的位图。图片解码可以看做一次解压缩，所以位图占用的空间会更大，位图所占的空间很好计算，图片的面积*每个像素占用的字节。
+ (nullable UIImage *)imageWithContentsOfFile:(NSString *)path;
通常会使用 imageWithContentsOfFile 来加载一张图片，这样创建 UIImage 时并不会在这里进行解码， 当 UIImage 被绘制时才会解码。
CGImage
CGImage 的解释是位图或者图片蒙版，也就是说可以通过 CGImage 来读取像素值。当直接对 CGImage 的像素读取时可以使用下面的方式。
NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfFile:imagePath];
CFDataRef dataRef = (__bridge CFDataRef)imageData;
CGImageSourceRef source = CGImageSourceCreateWithData(dataRef, nil);
CGImageRef cgImage = CGImageSourceCreateImageAtIndex(source, 0, nil);
width = (int)CGImageGetWidth(cgImage);
height = (int)CGImageGetHeight(cgImage);
size_t pixelCount = width * height;
CGDataProviderRef provider = CGImageGetDataProvider(cgImage);
CFDataRef data = CGDataProviderCopyData(provider);
CFRelease(data);
CGImageRelease(cgImage);
CFRelease(source);
这种读取像素的方式无法指定颜色格式，而是读取图片原有的颜色空间所组成像素的组合。需要注意的是，所有创建出来的数据都需要调用相应的release来进行释放。这里创建 CGImage 的方法也可以对 CGImage 的缓存方式进行设置。而且当我们从 CGImage 的 dataProvider 中获取数据时，目前只能拷贝一份到 CFDataRef 中，而无法直接读取。
CGBitmapContext
以 RGB 颜色空间为例， 颜色相关的数据可能有以上这么多，CGImage 有相关的方法可以读取相应的数据，但有些方法iOS12之后才支持。
typedef CF_ENUM(uint32_t, CGImageAlphaInfo) {
kCGImageAlphaNone, /* For example, RGB. */
kCGImageAlphaPremultipliedLast, /* For example, premultiplied RGBA */
kCGImageAlphaPremultipliedFirst, /* For example, premultiplied ARGB */
kCGImageAlphaLast, /* For example, non-premultiplied RGBA */
kCGImageAlphaFirst, /* For example, non-premultiplied ARGB */
kCGImageAlphaNoneSkipLast, /* For example, RBGX. */
kCGImageAlphaNoneSkipFirst, /* For example, XRGB. */
kCGImageAlphaOnly /* No color data, alpha data only */
};
typedef CF_ENUM(uint32_t, CGImageByteOrderInfo) {
kCGImageByteOrderMask = 0x7000,
kCGImageByteOrderDefault = (0 << 12),
kCGImageByteOrder16Little = (1 << 12),
kCGImageByteOrder32Little = (2 << 12),
kCGImageByteOrder16Big = (3 << 12),
kCGImageByteOrder32Big = (4 << 12)
} CG_AVAILABLE_STARTING(10.0, 2.0);
typedef CF_ENUM(uint32_t, CGImagePixelFormatInfo) {
kCGImagePixelFormatMask = 0xF0000,
kCGImagePixelFormatPacked = (0 << 16),
kCGImagePixelFormatRGB555 = (1 << 16), /* Only for RGB 16 bits per pixel */
kCGImagePixelFormatRGB565 = (2 << 16), /* Only for RGB 16 bits per pixel */
kCGImagePixelFormatRGB101010 = (3 << 16), /* Only for RGB 32 bits per pixel */
kCGImagePixelFormatRGBCIF10 = (4 << 16), /* Only for RGB 32 bits per pixel */
} CG_AVAILABLE_STARTING(10.14, 12.0);
typedef CF_OPTIONS(uint32_t, CGBitmapInfo) {
kCGBitmapAlphaInfoMask = 0x1F,
kCGBitmapFloatInfoMask = 0xF00,
kCGBitmapFloatComponents = (1 << 8),
kCGBitmapByteOrderMask = kCGImageByteOrderMask,
kCGBitmapByteOrderDefault = kCGImageByteOrderDefault,
kCGBitmapByteOrder16Little = kCGImageByteOrder16Little,
kCGBitmapByteOrder32Little = kCGImageByteOrder32Little,
kCGBitmapByteOrder16Big = kCGImageByteOrder16Big,
kCGBitmapByteOrder32Big = kCGImageByteOrder32Big
} CG_AVAILABLE_STARTING(10.0, 2.0);
#ifdef __BIG_ENDIAN__
# define kCGBitmapByteOrder16Host kCGBitmapByteOrder16Big
# define kCGBitmapByteOrder32Host kCGBitmapByteOrder32Big
#else /* Little endian. */
# define kCGBitmapByteOrder16Host kCGBitmapByteOrder16Little
# define kCGBitmapByteOrder32Host kCGBitmapByteOrder32Little
#endif
图片中单个像素的组成根据颜色空间，排列，以及占位有很多排列组合的方式，所以为了避免处理过多的情况，可能使用 CGBitmapContext 是一种对使用者来说比较友好的方式。
CGBitmapContext 可以用来把位图按位画进内存的画布。画布上每个像素点都是按照 CGBitmapContext 中指定的颜色空间来排布的。
在 CGBitmapContext 创建时，需要传入一些参数来指定我们需要的画布是什么样的。
CGContextRef CGBitmapContextCreate(
//画布中渲染的内存地址，这个尺寸至少需要bytesPerRow * height，
//如果传入NULL，这个方法会为位图开辟一段空间。
void *data,
//位图的宽度
size_t width,
//位图的高度
size_t height,
//像素中每个元素所占用的位数，如一个32位的RGB格式，一个元素所占的位数为8
size_t bitsPerComponent,
//位图每一行所占的字节数，如果data传了NULL，这里传入0自动计算
size_t bytesPerRow,
//颜色空间
CGColorSpaceRef space,
//一些其他相关信息，比如是否包含alpha通道，alpha通道在像素中的位置，像素中元素是整形还是浮点型等。
uint32_t bitmapInfo);
在创建 CGBitmapContext 时，有些配置是不支持的，相应支持的格式可以查看文档 Graphics Contexts 。这里举个例子，对于没有alpha通道的图片，想直接用 kCGImageAlphaNone 来生成不含alpha通道的画布，是不允许的。但使用 kCGImageAlphaNoneSkipLast 来忽略alpha通道是可以的。当想直接获取非预乘的像素数据如 kCGImageAlphaLast 也是不允许的，只能使用预乘后的。
这里我们将颜色空间控制成 BGRA，使用了如下的参数。
uint8_t* bitmapData = (uint8_t *)calloc(pixelCount * 4, sizeof(uint8_t));
int bytesPerRow = 4 * width;
CGColorSpaceRef colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
CGContextRef context = CGBitmapContextCreate(bitmapData, width, height, 8, bytesPerRow, colorSpace, kCGImageAlphaPremultipliedFirst | kCGBitmapByteOrder32Little);
if (!context) {
return nullptr;
}
CGContextDrawImage(context, CGRectMake(0, 0, width, height), cgImage);
CGColorSpaceRelease(colorSpace);
CGContextRelease(context);
之后对RGB元素进行操作获取非预乘的像素数据。
auto iter = bitmapData;
int temp;
for (int i = 0; i < pixelCount; i++) {
uint8_t alpha = *(iter + 3);
if (alpha != 0) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
temp = *iter * 255;
*iter++ = temp /alpha;
}
iter++;
}else {
iter += 4;
}
}
应该还有很多空间可以优化，比如某些操作对于不带透明度的图片可以直接跳过。
