正如摘要所述，本文将介绍如何使用 Go 语言读取彩色 PNG 图像，并将其转换为 8 位灰度图像。我们将创建一个名为 Converted 的自定义类型，该类型实现了 image.Image 接口，从而允许我们方便地进行颜色模型转换。这种方法具有良好的可组合性，但可能在图像被多次访问时略微影响性能。
实现灰度转换
首先，我们需要定义一个名为 Converted 的结构体，它包含原始图像和一个颜色模型。这个结构体将实现 image.Image 接口，从而可以像普通图像一样使用。
package main
import (
"image"
_ "image/jpeg" // 注册 JPEG 格式
"image/png" // 注册 PNG 格式
"image/color"
"log"
"os"
)
// Converted 实现了 image.Image 接口，可以像转换后的图像一样使用。
type Converted struct {
Img image.Image
Mod color.Model
}
// ColorModel 返回新的颜色模型。
func (c *Converted) ColorModel() color.Model {
return c.Mod
}
// Bounds 返回原始图像的边界。
func (c *Converted) Bounds() image.Rectangle {
return c.Img.Bounds()
}
// At 将调用转发到原始图像，然后要求颜色模型进行转换。
func (c *Converted) At(x, y int) color.Color {
return c.Mod.Convert(c.Img.At(x, y))
}Converted 结构体包含一个 image.Image 类型的 Img 字段和一个 color.Model 类型的 Mod 字段。ColorModel() 方法返回颜色模型，Bounds() 方法返回原始图像的边界，At() 方法是核心，它从原始图像中获取颜色，并使用指定的颜色模型将其转换为新的颜色。
主函数
接下来，我们需要编写 main 函数来读取 PNG 文件，将其转换为灰度图像，然后保存为新的 PNG 文件。
func main() {
if len(os.Args) != 3 {
log.Fatalln("需要两个参数：输入文件和输出文件")
}
infile, err := os.Open(os.Args[1])
if err != nil {
log.Fatalln(err)
}
defer infile.Close()
img, _, err := image.Decode(infile)
if err != nil {
log.Fatalln(err)
}
// 由于 Converted 实现了 image 接口，因此现在是灰度图像
gr := &Converted{img, color.GrayModel}
// 或者这样做将其转换为黑白图像。
// bw := []color.Color{color.Black,color.White}
// gr := &Converted{img, color.Palette(bw)}
outfile, err := os.Create(os.Args[2])
if err != nil {
log.Fatalln(err)
}
defer outfile.Close()
png.Encode(outfile, gr)
}main 函数首先检查命令行参数的数量。然后，它打开输入文件，使用 image.Decode 函数解码图像。接下来，创建一个 Converted 类型的实例，并将原始图像和 color.GrayModel（灰度颜色模型）传递给它。最后，它打开输出文件，并使用 png.Encode 函数将转换后的图像保存到文件中。
编译和运行
将上述代码保存为 main.go 文件，然后使用以下命令编译：
go build main.go
运行程序时，需要提供输入和输出文件名作为参数：
./main input.png output.png
这将读取 input.png 文件，将其转换为灰度图像，并将结果保存到 output.png 文件中。
注意事项
- 确保已安装所需的 image 库：go get golang.org/x/image
- 该代码支持 PNG 和 JPEG 格式的图像。
- Converted 类型每次访问像素时都会进行颜色转换，如果图像被多次访问，可能会影响性能。可以考虑缓存转换后的像素数据以提高性能。
- 可以使用其他的颜色模型，例如 color.Palette，来实现黑白图像的转换。
总结
本文介绍了如何使用 Go 语言读取彩色 PNG 图像，并将其转换为灰度图像。通过创建一个实现了 image.Image 接口的自定义类型，我们可以方便地进行颜色模型转换。这种方法具有良好的可组合性，可以轻松地应用于其他颜色转换任务。 记住在实际应用中根据性能需求选择合适的优化策略。
