Android Bitmap那些事

時間 2019-11-07

標籤 android bitmap 那些欄目 Android 简体版

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1.何爲bitmap？

2.開發中bitmap遇到的那些問題

3.bitmap幾種壓縮方式

4.android中加載大圖片的正確方式

5.Android Skia 圖像引擎

1.何爲bitmap？

咱們能夠稱之爲位圖，是一種存儲像素的數據結構，經過這個對象咱們能夠獲取到一系列和圖片相關的屬性，而且能夠對圖像進行處理，好比切割，放大等等，相關操做。html

1.1怎麼計算一張圖片佔用的內存大小？

bitmap 在內存空間中所佔用的內存計算是這樣的：android

bitmap 的寬 x 高 x 每一個像素所佔的字節c++

其中每一個像素佔用的字節能夠經過Bitmap.Config動態配置算法

Config	每一個像素佔用的字節	說明
ALPHA_8	1 bytes	每一個像素僅僅儲存透明度通道
RGB_565	2 bytes	每一個像素的RGB通道會保存，透明度不會保存，紅色通道5位，有2^5 =32種表現形式，綠色通道6位，有2^6 =64種表現形式；藍色通道5位，有2^5=32種表現形式
ARGB_4444	2 bytes	每一個像素的ARGB通道都會保存，透明度/紅色/綠色/藍色通道4位，有2^4=16種表現形式
ARGB_8888	4 bytes	每一個像素的ARGB通道都會保存，透明度/紅色/綠色/藍色通道8位，有2^8=256種表現形式

有什麼區別呢？最簡單的，當一個顏色表現形式越多，那麼畫面總體的色彩就會更豐富，圖片質量就會越高，固然，圖片佔用的儲存空間也越大。canvas

1.2圖片存在形式

1.文件形式(即以二進制形式存在於硬盤上)瀏覽器

2.流的形式(即以二進制形式存在於內存中)數據結構

3.Bitmap形式ide

這三種形式的區別: 文件形式和流的形式對圖片體積大小並無影響,也就是說,若是你手機SD卡上的若是是100K,那麼經過流的形式讀到內存中,也必定是佔100K的內存,注意是流的形式,不是Bitmap的形式,當圖片以Bitmap的形式存在時,其佔用的內存會瞬間變大, 我作分享的時候一個9.9M的圖片保存在手機相冊中顯示是238KB，80M的圖片在手機相冊中顯示是1.24M。函數

2.開發中bitmap遇到的問題

在Android的開發中，咱們常常回去處理一些圖片相關的問題，好比當加載圖片到內存中產生的OOM（OutOfMemory）異常、圖片太大壓縮形成失真，圖片不顯示，圖片壓縮以後出現黑色，分享圖片漸變色出現色塊等。工具

3.bitmap幾種壓縮方式

bitmap 的寬 x 高 x 每一個像素所佔的字節從這個公式能夠看出想要壓縮圖片大小有兩種方式：

1.減少圖片的長寬

2.減少圖片每一個像素佔用的字節數

3.1質量壓縮

bitmap.compress(CompressFormat format, int quality, OutputStream stream);

圖片格式	說明
PNG	它是一種無損數據壓縮位圖圖形文件格式。這也就是說PNG 只支持無損壓縮。對於PNG 格式是有8 位、24位、32位的三種形式的。區別就是對透明度的支持。
JPG	其實就是 JPEG的另外一種叫法
JPEG	它是一種有損壓縮的圖片格式
WEBP	Google 開發出的一種支持alpha 通道的有損壓縮和無損壓縮。同等質量狀況下比 JPEG和PNG小 25%~45%.WebP格式圖像的編碼時間「比JPEG格式圖像長8倍」（佔用cpu，節省內存
GIF	它是動態圖片的一種格式，和PNG 同樣是一種無損壓縮。
SVG	是一種無損、矢量圖（放大不失真）

圖片的格式有不少種，除了咱們熟知的 JPG、PNG、GIF，還有Webp，BMP，TIFF，CDR 等等幾十種，用於不一樣的場景或平臺。

這些格式能夠分爲兩大類：有損壓縮和無損壓縮。

1.有損壓縮：是對圖像數據進行處理，去掉那些圖像上會被人眼忽略的細節，而後使用附近的顏色經過漸變或其餘形式進行填充。這樣既能大大下降圖像信息的數據量，又不會影響圖像的還原效果。最典型的有損壓縮格式是 jpg。

2.無損壓縮：先判斷圖像上哪些區域的顏色是相同的，哪些是不一樣的，而後把這些相同的數據信息進行壓縮記錄，（例如一片藍色的天空之須要記錄起點和終點的位置就能夠了），而把不一樣的數據另外保存（例如天空上的白雲和漸變等數據）。常見的無損壓縮格式是 png，gif。

Android 原生支持的格式只有 JPEG、PNG、GIF、WEBP（android 4.0 加入）、BMP。而在android層代碼中咱們只能調用的編碼方式只有PNG、JPEG、和WEBP 三種。不過目前來講android 還不支持對GIF 這種的動態編碼。

注意：咱們平常全部的 .png、.jpg、.jpeg 等等指的是圖像數據通過壓縮編碼後在媒體上的封存形式，是不能和PNG 、JPG、JEPG 混爲一談的。

經過此種方式，圖片的大小是沒有變的，由於質量壓縮不會減小圖片的像素，它是在保持像素的前提下改變圖片的位深及透明度等，來達到壓縮圖片的目的，這也是爲何該方法叫質量壓縮方法。圖片的長，寬，像素都不變，那麼bitmap所佔內存大小是不會變的。

3.2尺寸壓縮

3.2.1鄰近採樣

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); options.inSampleSize = 2; //inSampleSize 爲壓縮比此處爲1/2

bm = BitmapFactory.decodeFile("/DCIM/Camera/test.jpg", options);

採樣前：

採樣後：

接着咱們來看看 inSampleSzie 的官方描述：

If set to a value > 1, requests the decoder to subsample the original image, returning a smaller image to save memory. The sample size is the number of pixels in either dimension that correspond to a single pixel in the decoded bitmap. For example, inSampleSize == 4 returns an image that is 1/4 the width/height of the original, and 1/16 the number of pixels. Any value <= 1 is treated the same as 1. Note: the decoder uses a final value based on powers of 2, any other value will be rounded down to the nearest power of 2.
複製代碼

從官方的inSampleSzie描述看咱們能夠看到 x（x 爲 2 的倍數）個像素最後對應一個像素，因爲採樣率設置爲 1/2，因此是兩個像素生成一個像素。鄰近採樣的方式比較粗暴，直接選擇其中的一個像素做爲生成像素，另外一個像素直接拋棄，這樣就形成了圖片變成了純綠色，也就是紅色像素被拋棄。

3.2.2雙線性採樣

1.Matrix matrix = new Matrix(); matrix.setScale(0.5f, 0.5f); bm = Bitmap.createBitmap(bit, 0, 0, bit.getWidth(),bit.getHeight(), matrix, true);

2.Bitmap.createScaledBitmap(bitmapOld, 150, 150, true);

採樣前：

採樣後：

能夠看處處理以後的圖片不是像鄰近採樣同樣純粹的一種顏色，而是兩種顏色的混合。雙線性採樣使用的是雙線性內插值算法，這個算法不像鄰近點插值算法同樣，直接粗暴的選擇一個像素，而是參考了源像素相應位置周圍 2x2 個點的值，根據相對位置取對應的權重，通過計算以後獲得目標圖像。

3.2.3鄰近採樣和雙線性採樣對比

鄰近採樣的方式是最快的，由於它直接選擇其中一個像素做爲生成像素，可是生成的圖片可能會相對比較失真，產生比較明顯的鋸齒，最具備表明性的就是處理文字比較多的圖片在展現效果上的差異，對比：

3.3像素壓縮

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options(); options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565; //將格式設置成RGB_565 bm = BitmapFactory.decodeFile( "/DCIM/Camera/test.jpg", options);

注意：因爲ARGB_4444的畫質慘不忍睹，通常假如對圖片沒有透明度要求的話，能夠改爲RGB_565，相比ARGB_8888將節省一半的內存開銷。
複製代碼

4.Android中如何加載大圖片和長圖片

若是咱們要加載的圖片遠遠大於ImageView的大小，直接用ImageView去展現的話，就會帶來很差的視覺效果，也會佔用太多的內存和性能開銷。甚至這張圖片足夠大到致使程序oom崩潰

1.壓縮

2.局部展現

有時候咱們經過壓縮能夠取得很好的效果，但有時候效果就不那麼美好了，例如長圖像清明上河圖，像這類的長圖，若是咱們直接壓縮展現的話，這張圖徹底看不清，很影響體驗。這時咱們就能夠採用局部展現，而後滑動查看的方式去展現圖片。

public class LargeImageView extends View implements GestureDetector.OnGestureListener {

int bitmapLeft;
Paint paint;
private BitmapRegionDecoder mDecoder;

/**
 * 繪製的區域
 */
public volatile Rect mRect = new Rect();

//    private int mScaledTouchSlop;

// 分別記錄上次滑動的座標
private int mLastX = 0;
private int mLastY = 0;
/**
 * 圖片的寬度和高度
 */
public int mImageWidth, mImageHeight;
private GestureDetector mGestureDetector;
private BitmapFactory.Options options;


public LargeImageView(Context context) {
    this(context, null);
}

public LargeImageView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {
    this(context, attrs, 0);
}

public LargeImageView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
    super(context, attrs, defStyleAttr);
    init(context);
}

private void init(Context context) {
    options = new BitmapFactory.Options();
    options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.ARGB_4444;


 //        mScaledTouchSlop = ViewConfiguration.get(getContext())
//                .getScaledTouchSlop();
    //初始化手勢控制器
    mGestureDetector = new GestureDetector(context, this);
    paint = new Paint();
    paint.setColor(Color.TRANSPARENT);
    paint.setAntiAlias(true);
}

/**
 * setInputStream裏面去得到圖片的真實的寬度和高度，以及初始化咱們的mDecoder。
 *
 * @param is
 */
public void setInputStream(InputStream is) {
    try {
        mDecoder = BitmapRegionDecoder.newInstance(is, false);
        BitmapFactory.Options bfOptions = new BitmapFactory.Options();
        //設置爲true後。不加載到內存就能獲取Bitmap尺寸大小。
        bfOptions.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeStream(is, null, bfOptions);

        mImageWidth = mDecoder.getWidth();
        mImageHeight = mDecoder.getHeight();

        requestLayout();
        invalidate();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (is != null) {
                is.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}


@Override
public boolean onTouchEvent(MotionEvent ev) {
    //把觸摸事件交給手勢控制器處理
    return mGestureDetector.onTouchEvent(ev);
}


@Override
public boolean onDown(MotionEvent e) {
    mLastX = (int) e.getRawX();
    mLastY = (int) e.getRawY();
    return true;
}

@Override
public void onShowPress(MotionEvent e) {

}

@Override
public boolean onSingleTapUp(MotionEvent e) {

    return false;
}

@Override
public boolean onScroll(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float distanceX, float distanceY) {
    int x = (int) e2.getRawX();
    int y = (int) e2.getRawY();
    move(x, y);

    return true;
}

/**
 * 移動的時候更新圖片顯示的區域
 *
 * @param x
 * @param y
 */
private void move(int x, int y) {

    boolean isInvalidate = false;

    int deltaX = x - mLastX;
    int deltaY = y - mLastY;
    //若是圖片寬度大於屏幕寬度
    if (mImageWidth > getWidth()) {
        //移動rect區域
        mRect.offset(-deltaX, 0);
        //檢查是否到達圖片最右端
        if (mRect.right > mImageWidth) {
            mRect.right = mImageWidth;
            mRect.left = mImageWidth - getWidth();
        }

        //檢查左端
        if (mRect.left < 0) {
            mRect.left = 0;
            mRect.right = getWidth();
        }
        isInvalidate = true;

    }
    //若是圖片高度大於屏幕高度
    if (mImageHeight > getHeight()) {
        mRect.offset(0, -deltaY);

        //是否到達最底部
        if (mRect.bottom > mImageHeight) {
            mRect.bottom = mImageHeight;
            mRect.top = mImageHeight - getHeight();
        }

        if (mRect.top < 0) {
            mRect.top = 0;
            mRect.bottom = getHeight();
        }
        isInvalidate = true;

    }

    if (isInvalidate) {
        invalidate();
    }

    mLastX = x;
    mLastY = y;
}

@Override
public void onLongPress(MotionEvent e) {
    mLastX = (int) e.getRawX();
    mLastY = (int) e.getRawY();
}

@Override
public boolean onFling(MotionEvent e1, MotionEvent e2, float velocityX, float velocityY) {
    int x = (int) e2.getRawX();
    int y = (int) e2.getRawY();
    move(x, y);
    return true;
}


@SuppressLint("CheckResult")
@Override
protected void onDraw(final Canvas canvas) {
    //顯示圖片
    if (null != mDecoder) {
        Bitmap bm = mDecoder.decodeRegion(mRect, options);
        canvas.drawColor(Color.TRANSPARENT, PorterDuff.Mode.CLEAR);
        canvas.drawBitmap(bm, bitmapLeft, 0, null);
    }
}

@Override
protected void onMeasure(int widthMeasureSpec, int heightMeasureSpec) {
    super.onMeasure(widthMeasureSpec, heightMeasureSpec);

    int width = getMeasuredWidth();
    int height = getMeasuredHeight();

    bitmapLeft = width / 2 - mImageWidth / 2;//圖片距離左邊大小
    mRect.left = 0;
    mRect.top = 0;
    mRect.right = mImageWidth;
    mRect.bottom = mRect.top + height;
}
}
複製代碼

根據上述源碼：

在setInputStream方法裏面初始BitmapRegionDecoder，獲取圖片的實際寬高; onMeasure方法裏面給Rect賦初始化值，控制開始顯示的圖片區域; onTouchEvent監聽用戶手勢，修改Rect參數來修改圖片展現區域，而且進行邊界檢測，最後invalidate; 在onDraw裏面根據Rect獲取Bitmap而且繪製。

五、Android Skia 圖像引擎

Skia 是一個 Google 本身維護的 c++ 實現的圖像引擎，實現了各類圖像處理功能，而且普遍地應用於谷歌本身和其它公司的產品中（如：Chrome、Firefox、 Android等），基於它能夠很方便爲操做系統、瀏覽器等開發圖像處理功能。

Skia 在 Android 中提供了基本的畫圖和簡單的編解碼功能，能夠掛接其餘的第三方編碼解碼庫或者硬件編解碼庫，例如 libpng 和 libjpeg，libgif 等等。所以，這個函數調用bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG...)，實際會調用 libjpeg.so 動態庫進行編碼壓縮。

最終 Android 編碼保存圖片的邏輯是 Java 層函數→Native 函數→Skia函數→對應第三庫函數（例如 libjpeg）。因此 skia 就像一個膠水層，用來連接各類第三方編解碼庫，不過 Android 也會對這些庫作一些修改，好比修改內存管理的方式等等。

Android 在以前從某種程度來講使用的算是 libjpeg 的功能閹割版，壓縮圖片默認使用的是 standard huffman，而不是 optimized huffman，也就是說使用的是默認的哈夫曼表，並無根據實際圖片去計算相對應的哈夫曼表，Google 在初期考慮到手機的性能瓶頸，計算圖片權重這個階段很是佔用 CPU 資源的同時也很是耗時，由於此時須要計算圖片全部像素 argb 的權重，這也是 Android 的圖片壓縮率對比 iOS 來講差了一些的緣由之一。

爲何Android的圖片質量會比iPhone的差？

Android中的圖片壓縮技術詳解