如何为含不同灰度值的图像应用蒙版？仅去除纯黑色区域

我需要将一张带有灰色区域的蒙版应用到原始图像，要求保留除纯黑色以外的所有内容，但找到的代码效果相反，会移除白色像素。当前用该代码处理纯色背景时，灰色区域会出现孔洞，不符合需求。

现有问题代码 #

func maskImage(image: UIImage, mask: UIImage) -> UIImage {
    let imageReference = (image.cgImage)!
    let maskReference = (mask.cgImage)!

    let imageMask = CGImage(
        maskWidth: maskReference.width
        , height: maskReference.height
        , bitsPerComponent: maskReference.bitsPerComponent
        , bitsPerPixel: maskReference.bitsPerPixel
        , bytesPerRow: maskReference.bytesPerRow
        , provider: maskReference.dataProvider!
        , decode: nil
        , shouldInterpolate: true
    )

    return (UIImage(cgImage: (imageReference.masking(imageMask!))!))
}

问题原因 #

CGImage的masking(_:)方法遵循灰度蒙版规则：

• 纯黑色（像素值0）：完全透明，移除原图对应区域
• 纯白色（像素值255）：完全不透明，保留原图对应区域
• 灰色（0-255之间）：半透明，原图对应区域会出现透明度

现有代码直接使用原蒙版，若蒙版中存在白色/灰色区域，会导致对应原图区域被透明/半透明，和需求完全相反。我们需要的是仅让蒙版的纯黑色区域对应原图透明，其他所有区域（灰、白）都完全保留，因此必须先预处理蒙版，将所有非纯黑的像素转为纯白色。

解决方案代码 #

func maskImageKeepNonBlack(image: UIImage, mask: UIImage) -> UIImage? {
    guard let maskCG = mask.cgImage else { return nil }
    let maskSize = CGSize(width: maskCG.width, height: maskCG.height)
    
    // 创建灰度色彩空间，用于处理蒙版
    guard let colorSpace = CGColorSpaceCreateDeviceGray() else { return nil }
    // 创建单通道灰度位图上下文
    guard let context = CGContext(
        data: nil,
        width: Int(maskSize.width),
        height: Int(maskSize.height),
        bitsPerComponent: 8,
        bytesPerRow: Int(maskSize.width),
        space: colorSpace,
        bitmapInfo: CGImageAlphaInfo.none.rawValue
    ) else { return nil }
    
    // 将原蒙版绘制到灰度上下文
    context.draw(maskCG, in: CGRect(origin: .zero, size: maskSize))
    
    // 获取并修改像素数据：仅保留纯黑，其余转为纯白
    guard let pixelData = context.data else { return nil }
    let pixels = pixelData.bindMemory(to: UInt8.self, capacity: Int(maskSize.width * maskSize.height))
    
    for i in 0..<pixels.count {
        // 非纯黑像素全部设为255（纯白）
        if pixels[i] != 0 {
            pixels[i] = 255
        }
    }
    
    // 创建处理后的蒙版CGImage
    guard let processedMask = context.makeImage() else { return nil }
    // 创建符合mask要求的CGImage
    guard let imageMask = CGImage(
        maskWidth: processedMask.width,
        height: processedMask.height,
        bitsPerComponent: processedMask.bitsPerComponent,
        bitsPerPixel: processedMask.bitsPerPixel,
        bytesPerRow: processedMask.bytesPerRow,
        provider: processedMask.dataProvider!,
        decode: nil,
        shouldInterpolate: true
    ) else { return nil }
    
    // 应用蒙版到原图
    guard let originalCG = image.cgImage, let maskedCG = originalCG.masking(imageMask) else { return nil }
    return UIImage(cgImage: maskedCG)
}

代码说明 #

1. 蒙版预处理：将原蒙版转为单通道灰度图，遍历所有像素，仅保留纯黑色（值为0），其他像素统一设为255（纯白色）。
2. 蒙版应用：使用处理后的蒙版调用masking(_:)，此时只有蒙版纯黑对应的原图区域会被移除，其余区域完全保留，不会出现灰色孔洞。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者erotsppa