使用Metal编写自定义CIKernel返回固定颜色，实际输出颜色不符如何解决

问题原因 #

Core Image 默认所有内核运算都在线性RGB颜色空间中执行，你在CIKernel中返回的float4数值会被识别为线性空间颜色。当最终渲染输出到屏幕、生成CGImage/UIImage时，Core Image会自动将线性空间颜色转换为适配显示的sRGB伽马编码空间，这个伽马转换步骤就是你看到的数值偏差的来源。你测试得到的曲线就是典型的Gamma 2.4（sRGB标准伽马值）校正曲线，线性值0.0627（16/255.0）经过伽马转换后得到的sRGB编码值约等于0.243，乘以255就是你实际拿到的62。

修复方案 #

方案1：Shader内手动做sRGB转线性运算（最稳妥，不影响全局CIContext配置） #

在Metal Shader中增加sRGB值转线性空间值的工具函数，你期望的sRGB数值先转成线性值再返回，Core Image后续做伽马转换后就会得到你预期的数值，示例代码如下：

// 输入为0-255的sRGB通道值，输出对应的线性空间值
float sRGBToLinear(uint channelVal) {
    float val = float(channelVal) / 255.0;
    if (val <= 0.04045) {
        return val / 12.92;
    }
    return pow((val + 0.055) / 1.055, 2.4);
}

float4 test(sample_t s) {
    return float4(
        sRGBToLinear(16),
        sRGBToLinear(16),
        sRGBToLinear(16),
        1.0
    );
}

方案2：全局修改CIContext的颜色空间配置（适合全链路需要线性运算的场景） #

如果你的整个滤镜处理链路都不需要自动伽马转换，可以在创建CIContext时指定工作和输出颜色空间都为线性空间，此时Kernel内直接返回16/255.0即可得到对应数值，iOS端创建示例：

let context = CIContext(options: [
    .workingColorSpace: CGColorSpace(name: CGColorSpace.genericRGBLinear)!,
    .outputColorSpace: CGColorSpace(name: CGColorSpace.genericRGBLinear)!
])

macOS端创建示例：

CIContext *context = [CIContext contextWithOptions:@{
    kCIContextWorkingColorSpace: [NSColorSpace genericRGBLinearColorSpace],
    kCIContextOutputColorSpace: [NSColorSpace genericRGBLinearColorSpace]
}];

内容的提问来源于stack exchange，提问作者krosshj