这个系列文章我们来介绍一位海外工程师如何探索 GPUImage 音视频技术，对于想要开始学习音视频技术的朋友，这些文章是份不错的入门资料，本篇介绍 GPUImage 概述。
——来自公众号“关键帧Keyframe”的分享
PUImage 是一个功能强大、开源的图像与视频处理框架，专为 iOS 与 macOS 开发者设计。它利用 GPU 并行计算能力，在应用内实现高性能的图像与视频滤镜效果，性能远超 CPU 处理方案。
- 开源协议：BSD
- 渲染技术：OpenGL ES 2.0 Shader
- 接口语言：Objective-C（封装 OpenGL ES 复杂性）
1、核心特性一览
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 性能 | 旧设备上可提速 100×；iPhone 4 上对比 Core Image 40×，对比 CPU 184× |
| 适用范围 | 静态图片、实时摄像头、视频文件 |
| 内置滤镜 | 125+种，覆盖色彩、模糊、锐化、边缘检测、混合、视觉特效、计算机视觉等 |
| 自定义 | 使用 GLSL 编写自定义 Shader |
| 链式 API | 将多个滤镜串联，轻松实现复杂效果 |
2、架构总览
GPUImage 采用简单的「输入 → 滤镜 → 输出」链式架构。
2.1、 输入源（GPUImageOutput 子类）
- GPUImageVideoCamera 实时摄像头视频
- GPUImageStillCamera 摄像头拍照
- GPUImagePicture 静态图片
- GPUImageMovie 本地视频文件
2.2、 滤镜（遵守 GPUImageInput 协议）
| 类别 | 示例 |
|---|---|
| 色彩调整 | 亮度、对比度、饱和度 |
| 图像处理 | 模糊、锐化、边缘检测 |
| 混合模式 | Overlay、Screen、Multiply |
| 视觉特效 | 像素化、畸变、暗角 |
| 计算机视觉 | 特征检测、运动跟踪 |
2.3、 输出目标
- GPUImageView 屏幕实时预览
- UIImage 生成静态图像
- 视频文件 录制到磁盘
- 自定义 OpenGL 渲染 与其他 OpenGL 场景混合
3、最小可用示例（Objective-C）
// 1. 创建摄像头输入
GPUImageVideoCamera *videoCamera =
[[GPUImageVideoCamera alloc] initWithSessionPreset:AVCaptureSessionPreset640x480
cameraPosition:AVCaptureDevicePositionBack];
videoCamera.outputImageOrientation = UIInterfaceOrientationPortrait;
// 2. 创建滤镜
GPUImageSepiaFilter *sepiaFilter = [[GPUImageSepiaFilter alloc] init];
// 3. 创建显示视图
GPUImageView *filteredVideoView =
[[GPUImageView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, viewWidth, viewHeight)];
// 4. 链式连接
[videoCamera addTarget:sepiaFilter];
[sepiaFilter addTarget:filteredVideoView];
// 5. 启动采集
[videoCamera startCameraCapture];仅 8 行核心代码即可得到一个完整的 GPU 加速视频滤镜应用。
4、技术需求
- 设备：iPhone 3GS 及以上，iPod touch 3 代及以上（需支持 OpenGL ES 2.0）
- 系统：iOS 4.1+（摄像头拍照需 4.3+）
- 编译：iOS 5.0 SDK 起
- 内存管理：ARC
5、集成方式
- 静态库：将 GPUImage 工程加入 Xcode Workspace
- Framework Module：Swift 项目推荐
- CocoaPods：
pod 'GPUImage'
6、下一步
GPUImage 还支持：
- 拍照时实时添加滤镜
- 录制带滤镜的视频到磁盘
- 多滤镜链式叠加
- 自定义 GLSL Shader
- 与现有 OpenGL ES 渲染混合
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