Java 彩色圖片轉灰度：ARGB 位運算詳解

核心程式碼片段

pix[i] = 255 << 24 | gray << 16 | gray << 8 | gray;

位運算拆解

Java int 32 位元表示 ARGB 像素：

逐步還原

1. gray = (r + g + b) / 3 → 灰度值 0~255。
2. 255 << 24 → 0xFF000000 (Alpha 滿)。
3. gray << 16 → 灰度值置於 Red 位置。
4. gray << 8 → 灰度值置於 Green 位置。
5. gray → 灰度值置於 Blue 位置。
6. | (按位或) 合併四部分 → 完整 ARGB 像素，R=G=B=gray，呈現灰階。

完整轉灰度方法

public int[] toGray(int[] pix, int w, int h) {
    for (int i = 0; i < w * h; i++) {
        int r = (pix[i] >> 16) & 0xFF;
        int g = (pix[i] >> 8)  & 0xFF;
        int b =  pix[i]        & 0xFF;
        int gray = (r + g + b) / 3; // 或 0.299*r + 0.587*g + 0.114*b
        pix[i] = 0xFF000000 | (gray << 16) | (gray << 8) | gray;
    }
    return pix;
}

進階：加權灰度 (ITU-R BT.601)

int gray = (int)(0.299 * r + 0.587 * g + 0.114 * b);

更符合人眼亮度感知，常用於影像處理標準。

效能提示

• 使用 BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY 直接建立灰度圖，避免手動像素運算。
• 大圖處理可考慮多執行緒分塊或 OpenCV (JavaCV) 加速。