使用 AffineTransform 旋转图像会产生视觉上正确的像素，但 getRGB 不匹配

Question

我正在尝试使用 AffineTransform 将图像旋转 180 度。我的“out.jpg”在视觉上看起来是旋转的，但是当我尝试以编程方式验证输出图像是否已旋转时，代码不同意。这是我的代码：

public static void main(String[] args) throws Exception {
    BufferedImage origImage = ImageIO.read(new File("input.jpg"));
    
    AffineTransform af = new AffineTransform();
    int centerX = origImage.getWidth() / 2;
    int centerY = origImage.getHeight() / 2;
    // Rotate 180 degrees
    af.quadrantRotate(2, centerX, centerY);

    AffineTransformOp affineTransformOp = new AffineTransformOp(af, null);
    BufferedImage destImage =
        new BufferedImage(origImage.getWidth(), origImage.getHeight(), origImage.getType());
    affineTransformOp.filter(origImage, destImage);

    // Verify that destImage has indeed been rotated by point checking a random pixel.
    int origX = 90;
    int origY = 32;
    // Where we expect this pixel to have been translated to.
    int expX = destImage.getWidth()-origX;
    int expY = destImage.getHeight()-origY;

    // Always prints false. Why????
    System.out.println("Pixels are equal: " +
      origImage.getRGB(origX, origY) == destImage.getRGB(expX, expY));

    ImageIO.write(destImage, "jpg", new File("out.jpg"));

}

我的轮换或程序检查有什么问题？

我已在文档中验证：

• getRGB() 返回一个int，不需要使用.equals()
• BufferedImage 索引从左上角 (0,0) 开始
• 带有锚点的 AffineTransform.quadrantRotate()，一旦完成旋转，就会转换回 (0,0)
• AffineTransform.quadrantRotate() 顺时针旋转（尽管这对于 180 度旋转应该无关紧要）

感谢您的帮助！

Answer 1

您正在查看错误的像素。

假设您的图像大小为1x1 像素。您最初查看的是像素(0, 0)。然后使用您的代码，在目标图像中，您正在查看像素(width - 0, height - 1)，结果是像素(1, 1)。显然，您仍然需要查看(0, 0)，因为图像在(1, 1) 处没有像素。

在您的情况下，您转换后的坐标不在图像之外，但它指向错误的像素。

要修复您的代码，请更改计算 expX 和 expY 值的行，并从每个值中减去 1：

int expX = destImage.getWidth() - origX - 1;
int expY = destImage.getHeight() - origY - 1;

当我运行你的代码时返回正确的像素值（在我自己的图像上，因为你没有提供你使用的图像）。

代码中还有另一个问题，它只会以奇数的宽度或高度显示：您正在使用整数运算来确定旋转中心，当不应该时，它会向下取整。将确定中心的线更改为（使用浮点数，以便您可以得到一个小数作为结果）：

double centerX = origImage.getWidth() / 2.0;
double centerY = origImage.getHeight() / 2.0;

Answer 2

我使用我的 png 图像运行您的代码。这是我的测试结果。图像类型 6 是来自BufferedImage source code 的 TYPE_4BYTE_ABGR。

Image size: 416 x 199
Image type: 6
Origin pixel: 90,32
Destination pixel: 326,167
Pixel values: ffeeeeee ffffffff
Pixels are equal: false

这是图片。

这是旋转后的图像。

我不确定为什么颜色不同。我无法直观地区分 eeeeee 像素和 ffffff 像素之间的区别。

编辑添加：我做了更多研究，发现Image getRGB 方法的这一点文档。

返回默认 RGB 颜色模型中的整数像素（TYPE_INT_ARGB） 和默认的 sRGB 颜色空间。如果这发生了颜色转换 默认模型与图像 ColorModel 不匹配。

因此，getRGB 方法本身可能会导致颜色转换。

这是我运行的代码。

import java.awt.geom.AffineTransform;
import java.awt.image.AffineTransformOp;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;

import javax.imageio.ImageIO;

public class RotateImage {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String input = "C:\\Users\\Owner\\OneDrive\\Pictures"
                + "\\Saved Pictures\\CustomJTextField.png";
        BufferedImage origImage = ImageIO.read(new File(input));

        AffineTransform af = new AffineTransform();
        int centerX = origImage.getWidth() / 2;
        int centerY = origImage.getHeight() / 2;
        // Rotate 180 degrees
        af.quadrantRotate(2, centerX, centerY);

        AffineTransformOp affineTransformOp = new AffineTransformOp(
                af, null);
        System.out.println("Image size: " + origImage.getWidth() +
                " x " + origImage.getHeight());
        System.out.println("Image type: " + origImage.getType());
        BufferedImage destImage = new BufferedImage(
                origImage.getWidth(), origImage.getHeight(),
                origImage.getType());
        affineTransformOp.filter(origImage, destImage);

        // Verify that destImage has indeed been rotated by point
        // checking a random
        // pixel.
        int origX = 90;
        int origY = 32;
        // Where we expect this pixel to have been translated to.
        int expX = destImage.getWidth() - origX;
        int expY = destImage.getHeight() - origY;

        System.out.println("Origin pixel: " + origX + "," + origY);
        System.out.println("Destination pixel: " + expX + "," + expY);

        int origPixel = origImage.getRGB(origX, origY);
        int expPixel = destImage.getRGB(expX, expY);
        System.out.println("Pixel values: " +
                Integer.toHexString(origPixel) + " " +
                Integer.toHexString(expPixel));

        // Always prints false. Why????
        System.out.println("Pixels are equal: " +
                (origPixel == expPixel));

        String output = "C:\\Eclipse\\Eclipse-2020-workspace"
                + "\\com.ggl.testing2\\resources\\output.png";
        ImageIO.write(destImage, "png", new File(output));
    }

}

编辑补充：我写了自己的变换，看看是变换改变颜色还是getRGB方法改变颜色。

这是我自己转换的测试结果。

Image size: 416 x 199
Image type: 6
Origin pixel: 90,32
Destination pixel: 326,167
Pixel values: ffeeeeee ffeeeeee
Pixels are equal: true

我从原始图像创建了一个 int 像素数组，并将这些像素写入旋转后的图像。

这是代码。

import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;

import javax.imageio.ImageIO;

public class RotateImage {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String input = "C:\\Users\\Owner\\OneDrive\\Pictures"
                + "\\Saved Pictures\\CustomJTextField.png";
        BufferedImage origImage = ImageIO.read(new File(input));

        System.out.println("Image size: " + origImage.getWidth() +
                " x " + origImage.getHeight());
        System.out.println("Image type: " + origImage.getType());
        int[] pixels = getPixels(origImage);

        BufferedImage destImage = new BufferedImage(
                origImage.getWidth(), origImage.getHeight(),
                origImage.getType());
        destImage = putPixels(destImage, pixels);

        // Verify that destImage has indeed been rotated by point
        // checking a random
        // pixel.
        int origX = 90;
        int origY = 32;
        // Where we expect this pixel to have been translated to.
        int expX = destImage.getWidth() - origX;
        int expY = destImage.getHeight() - origY;

        System.out.println("Origin pixel: " + origX + "," + origY);
        System.out.println("Destination pixel: " + expX + "," + expY);

        int origPixel = origImage.getRGB(origX, origY);
        int expPixel = destImage.getRGB(expX, expY);
        System.out.println("Pixel values: " +
                Integer.toHexString(origPixel) + " " +
                Integer.toHexString(expPixel));
        System.out.println("Pixels are equal: " +
                (origPixel == expPixel));

        String output = "C:\\Eclipse\\Eclipse-2020-workspace"
                + "\\com.ggl.testing2\\resources\\output.png";
        ImageIO.write(destImage, "png", new File(output));
    }

    private static int[] getPixels(BufferedImage image) {
        int length = image.getWidth() * image.getHeight();
        int[] pixels = new int[length];
        int index = 0;

        for (int h = 0; h < image.getHeight(); h++) {
            for (int w = 0; w < image.getWidth(); w++) {
                pixels[index++] = image.getRGB(w, h);
            }
        }

        return pixels;
    }

    private static BufferedImage putPixels(BufferedImage image,
            int[] pixels) {
        int index = 0;

        for (int i = pixels.length - 1; i >= 0; i--) {
            int h = index / image.getWidth();
            int w = index % image.getWidth();
            image.setRGB(w, h, pixels[i]);
            index++;
        }

        return image;
    }

}