Swift实现iOS涂色App：如何避免为图像特定区域上色？

我正在开发一款涂色App，以此学习iOS的CoreImage与Vision库。App会向用户展示白底黑线的草图供上色（示例图：），目前用Canvas视图实现上色功能，支持指定线宽与颜色，但遇到三个核心挑战，以下是对应的解决方案：

1. 阻止用户为原图黑线区域上色 #

核心思路是生成原图黑线区域的蒙版，在绘制前做校验：

• 用Vision的VNContourDetectionRequest检测原图的黑线轮廓，将这些轮廓区域标记为不可绘制区域，生成蒙版图像。
• 在Canvas的触摸绘制回调中，获取当前触摸点的坐标，先检查蒙版对应位置是否属于黑线区域：若是则跳过绘制逻辑，若否则执行上色操作。
• 也可以用CoreImage的阈值滤镜将原图转为黑白二值图，黑色部分即为黑线区域，直接用该二值图作为蒙版，通过判断触摸点像素值来拦截绘制。

2. 允许修改用户手绘的黑色区域，但保护原图黑线 #

关键是区分原图黑线和用户绘制内容，采用分层绘制方案：

• 将绘制区域分为三层：底层是不可修改的原图，中间层存储用户所有绘制内容（包括黑色），顶层是标记原图黑线的蒙版。
• 当用户执行擦除或覆盖颜色操作时，先校验触摸点是否属于原图黑线区域：若是则不处理，若否则对中间层的用户绘制内容进行修改。
• 也可单独维护一个用户绘制像素缓冲区，所有上色操作仅更新该缓冲区；显示时将原图、用户缓冲区、蒙版合成，修改黑色区域时直接操作用户缓冲区即可，原图黑线始终不受影响。

3. 适配不同尺寸草图的最佳方案 #

重点保证蒙版与Canvas视图的坐标匹配：

• 统一坐标系统：加载草图时将其缩放到Canvas视图的尺寸，同时对预处理生成的蒙版执行相同的缩放变换，确保触摸点与蒙版位置一一对应。
• 利用Vision的坐标转换：使用VNImageRequestHandler时设置imageCropAndScaleOption参数，将轮廓检测结果直接转换到Canvas的视图坐标系，无需手动处理缩放偏移。
• 预缓存蒙版：每加载一张新草图时，提前预处理生成对应的蒙版并缓存，用户切换草图时直接调用缓存的蒙版，提升响应速度。

我已尝试通过轮廓检测方案识别黑线，相关源代码可参考对应实现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者abs8090