Android 三行代码实现高斯模糊：原理、实现与优化

一、高斯模糊技术背景与Android实现现状

高斯模糊（Gaussian Blur）是一种基于正态分布的图像处理技术，通过计算像素周围邻域的加权平均值实现平滑效果，广泛应用于UI美化、隐私遮挡、背景虚化等场景。在Android开发中，实现高斯模糊的传统方案包括：

1. Java/Kotlin原生实现：通过双重循环遍历像素，计算高斯核权重，性能较差（O(n²)复杂度）。
2. OpenCV集成：依赖第三方库，增加APK体积，且需处理NDK编译问题。
3. RenderScript：Android官方提供的并行计算框架，适合图像处理，但API较复杂。

本文提出一种极简实现方案：仅需三行核心代码，结合AndroidX库与RenderScript优化，即可在主流设备上实现实时高斯模糊。

二、三行代码实现原理与核心步骤

1. 环境准备与依赖配置

在app/build.gradle中添加AndroidX RenderScript支持：

android {
    defaultConfig {
        renderscriptTargetApi 21
        renderscriptSupportModeEnabled true
    }
}
dependencies {
    implementation 'androidx.core:core-ktx:1.12.0'
}

2. 三行核心代码解析

// 1. 创建Bitmap输入输出对象
val inputBitmap = BitmapFactory.decodeResource(resources, R.drawable.source)
val outputBitmap = Bitmap.createBitmap(inputBitmap)
// 2. 初始化ScriptIntrinsicBlur（核心三行开始）
val script = ScriptIntrinsicBlur.create(
    RenderScript.create(context), 
    Element.U8_4(RenderScript.create(context))
)
script.setRadius(25f) // 设置模糊半径（0 < radius ≤ 25）
script.setInput(inputBitmap)
script.forEach(outputBitmap) // 执行模糊计算

3. 代码逐行详解

• 第1行：ScriptIntrinsicBlur.create()
  创建RenderScript内置的高斯模糊脚本，Element.U8_4指定输入为32位RGBA格式。

• 第2行：script.setRadius(25f)
  设置模糊半径，值越大模糊效果越强，但性能消耗增加。Android限制最大半径为25。

• 第3行：script.forEach(outputBitmap)
  触发并行计算，将结果写入输出Bitmap。RenderScript会自动优化多核CPU执行。

三、完整实现示例与性能优化

1. 完整工具类实现

object BlurUtils {
    fun blurBitmap(context: Context, bitmap: Bitmap, radius: Float = 25f): Bitmap {
        require(radius in 0f..25f) { "Radius must be between 0 and 25" }
        val output = Bitmap.createBitmap(bitmap)
        val rs = RenderScript.create(context)
        val script = ScriptIntrinsicBlur.create(rs, Element.U8_4(rs))
        script.setRadius(radius)
        script.setInput(bitmap)
        script.forEach(output)
        rs.destroy() // 必须释放RenderScript资源
        return output
    }
}

2. 性能优化策略

• 异步处理：在子线程执行模糊计算，避免阻塞UI。

  lifecycleScope.launch(Dispatchers.IO) {
      val blurred = BlurUtils.blurBitmap(context, originalBitmap)
      withContext(Dispatchers.Main) {
          imageView.setImageBitmap(blurred)
      }
  }

• 降采样处理：先缩小图片尺寸再模糊，最后放大显示。

  fun blurWithDownsample(context: Context, bitmap: Bitmap, scale: Float = 0.25f): Bitmap {
      val small = Bitmap.createScaledBitmap(bitmap, 
          (bitmap.width * scale).toInt(), 
          (bitmap.height * scale).toInt(), 
          true
      )
      val blurredSmall = BlurUtils.blurBitmap(context, small)
      return Bitmap.createScaledBitmap(blurredSmall, bitmap.width, bitmap.height, true)
  }

• 缓存机制：对重复使用的图片（如背景）进行内存缓存。

四、常见问题与解决方案

1. 兼容性问题

• 问题：RenderScript在Android 12+上需额外配置。
• 解决：在AndroidManifest.xml中添加：

  <uses-sdk android:minSdkVersion="17" android:targetSdkVersion="34" />

2. 性能瓶颈

• 问题：大图（如4K分辨率）导致ANR。
• 解决：
  • 限制最大处理尺寸：val maxSize = 2048; bitmap.width > maxSize || bitmap.height > maxSize
  • 使用BitmapRegionDecoder分块处理。

3. 内存泄漏

• 问题：未释放RenderScript资源。
• 解决：确保在finally块中调用rs.destroy()。

五、进阶应用场景

1. 动态模糊效果

结合ValueAnimator实现半径渐变：

ValueAnimator.ofFloat(0f, 25f).apply {
    duration = 1000
    addUpdateListener { animator ->
        val radius = animator.animatedValue as Float
        imageView.setImageBitmap(BlurUtils.blurBitmap(context, originalBitmap, radius))
    }
}.start()

2. 视图背景模糊

通过View.setForeground()实现类似iOS的毛玻璃效果：

val drawable = BitmapDrawable(resources, BlurUtils.blurBitmap(context, captureView()))
view.foreground = drawable

六、替代方案对比

方案	代码复杂度	性能	兼容性	依赖体积
三行RenderScript	★	★★★★	★★★★	0KB
OpenCV	★★★	★★★★	★★★	8MB+
Java原生实现	★★	★	★★★★★	0KB
Android 12+ BlurAPI	★	★★★★★	★	0KB

推荐选择：

• Android 12+设备：优先使用系统API（RenderEffect.createBlurEffect()）。
• 低版本设备：采用本文三行代码方案，平衡性能与兼容性。

七、总结与最佳实践

1. 核心三行代码本质是RenderScript的封装，实际开发中需补充异常处理和资源管理。
2. 性能优化黄金法则：降采样+异步+缓存，可提升80%处理速度。
3. 未来趋势：Android 12+的RenderEffect和Jetpack Compose的Modifier.blur()将逐步取代传统方案。

完整示例项目：
GitHub - AndroidBlurDemo（含Kotlin/Java双版本实现）

通过本文方案，开发者可在10分钟内为App添加专业级的高斯模糊效果，同时保持代码简洁性和运行效率。