Rust色彩处理库jxl-color的使用：高性能JPEG XL图像格式色彩空间转换与处理

此crate提供了一组与JPEG XL规范定义的颜色编码相关的函数。特别是，这些函数可以执行从XYB色彩空间到所有可以在JPEG XL图像头中信号化的"枚举色彩空间"的转换。

安装

在项目目录中运行以下Cargo命令：

cargo add jxl-color

或者在Cargo.toml中添加以下行：

jxl-color = "0.11.0"

使用示例

以下是一个使用jxl-color库进行色彩空间转换的完整示例：

use jxl_color::{icc, ColourEncoding, EnumColourEncoding, RenderingIntent, WhitePoint};

fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    // 创建一个RGB色彩编码配置
    let rgb_encoding = ColourEncoding::Enum(EnumColourEncoding {
        colour_space: jxl_color::ColourSpace::Rgb,
        white_point: WhitePoint::D65,
        primaries: jxl_color::Primaries::Srgb,
        tf: jxl_color::TransferFunction::Srgb,
        rendering_intent: RenderingIntent::Perceptual,
    });

    // 创建一个灰度色彩编码配置
    let gray_encoding = ColourEncoding::Enum(EnumColourEncoding {
        colour_space: jxl_color::ColourSpace::Grey,
        white_point: WhitePoint::D65,
        primaries: jxl_color::Primaries::Srgb,
        tf: jxl_color::TransferFunction::Srgb,
        rendering_intent: RenderingIntent::Perceptual,
    });

    // 示例：将像素数据从RGB转换为灰度
    let rgb_pixels = vec![
        [0.5f32, 0.3, 0.8], // R, G, B
        [0.2, 0.9, 0.1],
        [0.7, 0.4, 0.6],
    ];

    let mut gray_pixels = Vec::new();
    
    for rgb in &rgb_pixels {
        // 在实际应用中，这里会使用jxl-color的色彩转换函数
        // 简化示例：使用简单的亮度公式
        let gray = 0.299 * rgb[0] + 0.587 * rgb[1] + 0.114 * rgb[2];
        gray_pixels.push(gray);
    }

    println!("转换后的灰度像素: {:?}", gray_pixels);

    // 示例：处理ICC配置文件
    if let Ok(icc_profile) = icc::write_icc(&rgb_encoding) {
        println!("生成的ICC配置文件大小: {} 字节", icc_profile.len());
    }

    Ok(())
}

高级使用示例

use jxl_color::{ColourEncoding, EnumColourEncoding, WhitePoint, RenderingIntent};

fn create_custom_color_encoding() -> ColourEncoding {
    // 创建自定义色彩编码配置
    ColourEncoding::Enum(EnumColourEncoding {
        colour_space: jxl_color::ColourSpace::Rgb,
        white_point: WhitePoint::D65,
        primaries: jxl_color::Primaries::AdobeRgb,
        tf: jxl_color::TransferFunction::Gamma(2.2),
        rendering_intent: RenderingIntent::Relative,
    })
}

fn validate_color_encoding(encoding: &ColourEncoding) -> bool {
    // 验证色彩编码配置的有效性
    match encoding {
        ColourEncoding::Enum(e) => {
            // 检查色彩空间和参数是否兼容
            matches!(
                (e.colour_space, e.white_point, e.primaries),
                (jxl_color::ColourSpace::Rgb, _, _) |
                (jxl_color::ColourSpace::Grey, _, _)
            )
        }
        ColourEncoding::Icc(_) => true, // ICC配置总是有效的
    }
}

fn main() {
    let custom_encoding = create_custom_color_encoding();
    
    if validate_color_encoding(&custom_encoding) {
        println!("色彩编码配置有效");
        
        // 在实际应用中，这里会使用jxl-color的色彩转换功能
        // 例如：xyb_to_linear_rgb, linear_rgb_to_xyb 等函数
    } else {
        println!("色彩编码配置无效");
    }
}

完整示例代码

use jxl_color::{
    icc, 
    ColourEncoding, 
    EnumColourEncoding, 
    RenderingIntent, 
    WhitePoint,
    ColourSpace,
    Primaries,
    TransferFunction
};

fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    // 创建标准sRGB色彩编码配置
    let srgb_encoding = ColourEncoding::Enum(EnumColourEncoding {
        colour_space: ColourSpace::Rgb,
        white_point: WhitePoint::D65,
        primaries: Primaries::Srgb,
        tf: TransferFunction::Srgb,
        rendering_intent: RenderingIntent::Perceptual,
    });

    // 创建Adobe RGB色彩编码配置
    let adobe_rgb_encoding = ColourEncoding::Enum(EnumColourEncoding {
        colour_space: ColourSpace::Rgb,
        white_point: WhitePoint::D65,
        primaries: Primaries::AdobeRgb,
        tf: TransferFunction::Gamma(2.2),
        rendering_intent: RenderingIntent::Relative,
    });

    // 创建灰度色彩编码配置
    let gray_encoding = ColourEncoding::Enum(EnumColourEncoding {
        colour_space: ColourSpace::Grey,
        white_point: WhitePoint::D65,
        primaries: Primaries::Srgb,
        tf: TransferFunction::Srgb,
        rendering_intent: RenderingIntent::Perceptual,
    });

    // 示例像素数据
    let rgb_pixels = vec![
        [0.5f32, 0.3, 0.8],  // 紫色
        [0.2, 0.9, 0.1],      // 黄绿色
        [0.7, 0.4, 0.6],      // 粉紫色
        [1.0, 1.0, 1.0],      // 白色
        [0.0, 0.0, 0.0],      // 黑色
    ];

    println!("原始RGB像素数据:");
    for (i, pixel) in rgb_pixels.iter().enumerate() {
        println!("像素 {}: R={:.2}, G={:.2}, B={:.2}", i, pixel[0], pixel[1], pixel[2]);
    }

    // 生成ICC配置文件
    match icc::write_icc(&srgb_encoding) {
        Ok(icc_profile) => {
            println!("\n生成的sRGB ICC配置文件大小: {} 字节", icc_profile.len());
        }
        Err(e) => {
            eprintln!("生成ICC配置文件失败: {}", e);
        }
    }

    match icc::write_icc(&adobe_rgb_encoding) {
        Ok(icc_profile) => {
            println!("生成的Adobe RGB ICC配置文件大小: {} 字节", icc_profile.len());
        }
        Err(e) => {
            eprintln!("生成ICC配置文件失败: {}", e);
        }
    }

    // 验证色彩编码配置
    println!("\n色彩编码配置验证:");
    println!("sRGB配置有效: {}", validate_color_encoding(&srgb_encoding));
    println!("Adobe RGB配置有效: {}", validate_color_encoding(&adobe_rgb_encoding));
    println!("灰度配置有效: {}", validate_color_encoding(&gray_encoding));

    Ok(())
}

fn validate_color_encoding(encoding: &ColourEncoding) -> bool {
    // 验证色彩编码配置的有效性
    match encoding {
        ColourEncoding::Enum(e) => {
            // 检查色彩空间和参数是否兼容
            matches!(
                (e.colour_space, e.white_point, e.primaries),
                (ColourSpace::Rgb, _, _) |
                (ColourSpace::Grey, _, _)
            )
        }
        ColourEncoding::Icc(_) => true, // ICC配置总是有效的
    }
}

// 自定义色彩转换函数示例
fn convert_rgb_to_grayscale(rgb_pixels: &[[f32; 3]]) -> Vec<f32> {
    let mut gray_pixels = Vec::with_capacity(rgb_pixels.len());
    
    for rgb in rgb_pixels {
        // 使用标准的亮度转换公式
        let gray = 0.299 * rgb[0] + 0.587 * rgb[1] + 0.114 * rgb[2];
        gray_pixels.push(gray);
    }
    
    gray_pixels
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn test_grayscale_conversion() {
        let test_pixels = vec![[1.0f32, 0.0, 0.0], [0.0, 1.0, 0.0], [0.0, 0.0, 1.0]];
        let result = convert_rgb_to_grayscale(&test_pixels);
        
        // 验证转换结果
        assert_eq!(result.len(), 3);
        assert!((result[0] - 0.299).abs() < 0.001);  // 红色
        assert!((result[1] - 0.587).abs() < 0.001);  // 绿色
        assert!((result[2] - 0.114).abs() < 0.001);  // 蓝色
    }
}