14.2.2 實現和執行顏色濾鏡
首先，我們將討論一種特殊效果的型別：顏色濾鏡。稍後，我們將擴充套件這個應用程式，處理任何效果，實現模糊的示例。彩色濾鏡只更改影象的色調，所以很簡單。這個濾鏡為每個畫素計算新的顏色，無需訪問影象的其他部分。正如我們在第 8 章中看到的，這是一種行為，自然表示為乙個函式。
調整顏色的濾鏡可以表示為函式，取原來的顏色，返回乙個新的顏色。f# 的型別簽名是 ******color-> ******color。在 c# 中，我們可以使用 func 委託，表示相同的事。執行這個濾鏡的**，將把這個函式應用到影象的每個畫素。當我們處理點陣圖時，把它表示為乙個二維陣列。
將位圖轉換為陣列
影象的 .net 表示形式是用來自 system.drawing 命名空間下的 bitmap 類，這個類可以使用 getpixel 和 setpixel 訪問畫素，但是，這兩個方法效率低下，當需要訪問大量的畫素時。當你每次想讀乙個位元組的資料，相當於重新開啟圖形檔案。這就是為什麼我們要用乙個二維陣列來表示點陣圖了。
濾鏡的實現在 c# 和 f# 中是類似的，但是，順序執行的濾鏡的**將會不同。f# 庫包括處理二維陣列的高階函式，但是，.net 中沒有，因此，我們就需要首先實現這些。我們不會使**像 f# 的 array2d 模組中的函式一樣完全通用的。讓我們首先實現 c# 中的幾個濾鏡。
在 c# 中建立並應用顏色濾鏡
雖然我們將使用 func 委託來表示顏色濾鏡，仍把它們實現為普通的方法，當我們需要時，可以將它轉換為委託，比如，能將它們儲存在濾鏡的集合中。清單 14.10 顯示了兩個簡單的顏色濾鏡。第乙個將顏色轉換為灰度，第二個使影象變亮。
listing 14.10 grayscale and lighten filters (c#)
class filters
public static ******color lighten(******color clr)
}若要計算灰度顏色，我們使用加權平均，因為人眼對綠色光比紅色或藍色更敏感。第二個濾鏡的實現是更簡單，但中，這一次它使用 ******color 型別的運算子的過載。它使用元件按位（component-wise）乘法，把顏色乘以 2。這樣，元件建立的顏色可能會超出正常範圍 0 至 255，所以，我們使用 clipcolor 方法，適當地限制每個元件。
現在，我們的濾鏡有了方法，把它們應用到表示影象的二維陣列。清單 14.11 通過在陣列型別上，實現擴充套件方法做到的。目前，我們仍將在單個執行緒中，執行所有計算。
public static ******color[,] runfilter
(this ******color[,] arr, funcf)
runfilter 方法首先建立乙個新的陣列，將返回作為結果。我們將以函式的方式寫應用程式，所以，不會修改作為輸入提供的陣列。在方法體中，我們以命令方式，迴圈訪問陣列中的所有畫素，並把這個顏色濾鏡函式，應用到每個畫素。注意，我們指定 y 作為陣列的第乙個座標。這可以使影象上的一些操作效率更高，因為，在這種設定中，乙個水平掃瞄線就是乙個記憶體塊。
鑑於我們以前對 parallel.for 的體驗，你可能已經可以看出，如何對這段**並行化。在我們進行之前，先完成單執行緒的版本，看一下 f# **。
在 f# 中建立並應用顏色濾鏡
第十章，當我們想要把乙個函式應用到陣列的所有元素，並把結果收集乙個新的陣列中時，使用了 array.map 函式。這正是我們清單 14.11 中的 runfilter 方法所做的，除了它是處理二維陣列之外。你可能不會驚奇，f# 庫包含了乙個用於處理二維陣列的模組 array2d，類似於一維陣列的 array 模組。這個模組也包含乙個 map 函式，使得 f# 的 runfilter 實現很簡單。你可以在清單 14.12 中看到它，連同兩個顏色濾鏡。
> let runfilter f arr = array2d.map f arr
module colorfilters =
let grayscale(clr:******color) =
let c = (clr.r*11 + clr.g*59 + clr.b*30) / 100
******color(c, c, c)
let lighten(clr:******color) =
(clr * 2).clipcolor()
;;val runfilter : ('a -> 'b) -> 'a [,] -> 'b [,]
module colorfilters =
val grayscale : ******color -> ******color
val lighten : ******color –> ******color
runfilter 函式呼叫 array2d.map 來完成這項工作。事實上，在後面的**中，我們可能只使用 array2d.map。把array2d.map 打包到另乙個函式，使**更具可讀性和自解釋（self-explanatory）。此外，如果我們最終決定改變點陣圖的表示，只需要更新 runfilter 函式，而不必接觸使用它的**。
我們還使用 f# 模組來組織**，使其更有結構化的風格。所有圖形濾鏡封裝在 colorfilters 模組中。這個清單顯示了可以在 f# interactive 中輸入整個模組，以看到推斷的型別簽名。我們的兩個示例濾鏡的實現幾乎與 c# 一樣，後但在面，我們可以看到，f# 允許我們做更多一些的自定義型別，提供標準的過載運算子。
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