Android加載大圖長(zhǎng)圖方案簡(jiǎn)析

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本文只是簡(jiǎn)要分析安卓端自帶壓縮與加載方案

1,高效加載加載大圖

展示高分辨率圖片的時(shí)候,最好先將圖片進(jìn)行壓縮。

BitmapFactory這個(gè)類(lèi)提供了多個(gè)解析方法(decodeByteArray, decodeFile, decodeResource等)用于創(chuàng)建Bitmap對(duì)象,我們應(yīng)該根據(jù)圖片的來(lái)源選擇合適的方法。比如SD卡中的圖片可以使用decodeFile方法,網(wǎng)絡(luò)上的圖片可以使用decodeStream方法,資源文件中的圖片可以使用decodeResource方法。

色彩模式->色彩模式是數(shù)字世界中表示顏色的一種算法,在Bitmap里用Config來(lái)表示。

ARGB_8888:每個(gè)像素占四個(gè)字節(jié),A、R、G、B 分量各占8位,是 Android 的默認(rèn)設(shè)置;

RGB_565:每個(gè)像素占兩個(gè)字節(jié),R分量占5位,G分量占6位,B分量占5位;

ARGB_4444:每個(gè)像素占兩個(gè)字節(jié),A、R、G、B分量各占4位,成像效果比較差;

Alpha_8: 只保存透明度,共8位,1字節(jié);

安卓自帶壓縮方案流程

1.比例大小壓縮

BitmapFactory每一種解析方法都提供了一個(gè)可選的BitmapFactory.Options參數(shù),將這個(gè)參數(shù)的inJustDecodeBounds屬性設(shè)置為true就可以讓解析方法禁止為bitmap分配內(nèi)存,返回值也不再是一個(gè)Bitmap對(duì)象,而是null。雖然Bitmap是null了,但是BitmapFactory.Options的outWidth、outHeight和outMimeType屬性都會(huì)被賦值。這個(gè)技巧讓我們可以在加載圖片之前就獲取到圖片的長(zhǎng)寬值和MIME類(lèi)型,從而根據(jù)情況對(duì)圖片進(jìn)行壓縮。

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inJustDecodeBounds = true;
BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.id.myimage, options);
int imageHeight = options.outHeight;
int imageWidth = options.outWidth;
String imageType = options.outMimeType;

決定是把整張圖片加載到內(nèi)存中還是加載一個(gè)壓縮版的圖片到內(nèi)存中。以下幾個(gè)因素是我們需要考慮的:

  • 預(yù)估一下加載整張圖片所需占用的內(nèi)存。

  • 為了加載這一張圖片你所愿意提供多少內(nèi)存。

  • 用于展示這張圖片的控件的實(shí)際大小。

  • 當(dāng)前設(shè)備的屏幕尺寸和分辨率。

通過(guò)設(shè)置BitmapFactory.Options中inSampleSize的值就可以實(shí)現(xiàn)。比如我們有一張20481536像素的圖片,將inSampleSize的值設(shè)置為4,就可以把這張圖片壓縮成512384像素。原本加載這張圖片需要占用13M的內(nèi)存,壓縮后就只需要占用0.75M了(假設(shè)圖片是ARGB_8888類(lèi)型,即每個(gè)像素點(diǎn)占用4個(gè)字節(jié))。下面的方法可以根據(jù)傳入的寬和高,計(jì)算出合適的inSampleSize值:

public static int calculateInSampleSize(BitmapFactory.Options options,
        int reqWidth, int reqHeight) {
    // 源圖片的高度和寬度
    final int height = options.outHeight;
    final int width = options.outWidth;
    int inSampleSize = 1;
    if (height > reqHeight || width > reqWidth) {
        // 計(jì)算出實(shí)際寬高和目標(biāo)寬高的比率
        final int heightRatio = Math.round((float) height / (float) reqHeight);
        final int widthRatio = Math.round((float) width / (float) reqWidth);
        // 選擇寬和高中最小的比率作為inSampleSize的值,這樣可以保證最終圖片的寬和高
        // 一定都會(huì)大于等于目標(biāo)的寬和高。
        inSampleSize = heightRatio < widthRatio ? heightRatio : widthRatio;
    }
    return inSampleSize;
}

BitmapFactory.Options的inJustDecodeBounds屬性設(shè)置為true,解析一次圖片。然后將BitmapFactory.Options連同期望的寬度和高度一起傳遞到到calculateInSampleSize方法中,就可以得到合適的inSampleSize值了。之后再解析一次圖片,使用新獲取到的inSampleSize值,并把inJustDecodeBounds設(shè)置為false,就可以得到壓縮后的圖片了。

public static Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(Resources res, int resId,
        int reqWidth, int reqHeight) {
    // 第一次解析將inJustDecodeBounds設(shè)置為true,來(lái)獲取圖片大小
    final BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
    options.inJustDecodeBounds = true;
    BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);
    // 調(diào)用上面定義的方法計(jì)算inSampleSize值
    options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);
    // 使用獲取到的inSampleSize值再次解析圖片
    options.inJustDecodeBounds = false;
    return BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);
}

下面的代碼非常簡(jiǎn)單地將任意一張圖片壓縮成100*100的縮略圖,并在ImageView上展示。

mImageView.setImageBitmap(
    decodeSampledBitmapFromResource(getResources(), R.id.myimage, 100, 100));

2.質(zhì)量壓縮

所用方法與類(lèi)與比例壓縮基本相同

質(zhì)量壓縮:根據(jù)傳遞進(jìn)去的質(zhì)量大小,采用系統(tǒng)自帶的壓縮算法,將圖片壓縮成JPEG格式

    private Bitmap compressImage(Bitmap image) {

        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        image.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, baos);//質(zhì)量壓縮方法,這里100表示不壓縮,把壓縮后的數(shù)據(jù)存放到baos中
        int options = 100;
        while ( baos.toByteArray().length / 1024>100) { //循環(huán)判斷如果壓縮后圖片是否大于100kb,大于繼續(xù)壓縮     
            baos.reset();//重置baos即清空baos
            image.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, options, baos);//這里壓縮options%,把壓縮后的數(shù)據(jù)存放到baos中
            options -= 10;//每次都減少10
        }
        ByteArrayInputStream isBm = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());//把壓縮后的數(shù)據(jù)baos存放到ByteArrayInputStream中
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(isBm, null, null);//把ByteArrayInputStream數(shù)據(jù)生成圖片
        return bitmap;
    }

使用圖片壓縮庫(kù)進(jìn)行壓縮

JNI使用Jpeg庫(kù)

Android和IOS 中圖片處理使用了一個(gè)叫做skia的開(kāi)源圖形處理引擎。他位于android源碼的/external/skia 目錄。我們平時(shí)在java層使用一個(gè)圖片處理的函數(shù)實(shí)際上底層就是調(diào)用了這個(gè)開(kāi)源引擎中的相關(guān)的函數(shù)。

android在進(jìn)行jpeg壓縮編碼的時(shí)候,考慮到了效率問(wèn)題使用了定長(zhǎng)編碼方式進(jìn)行編碼(因?yàn)楫?dāng)時(shí)的手機(jī)性能都比較低),而IOS使用了變長(zhǎng)編碼的算法——哈夫曼算法。而且IOS對(duì)skia引擎也做了優(yōu)化。所有我們看到同樣的圖片在ios上壓縮會(huì)好一點(diǎn)。

1、下載開(kāi)源的libjpeg,進(jìn)行移植、編譯得到libjpeg.so
2、使用jni編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)用來(lái)圖片壓縮
3、在函數(shù)中添加一個(gè)開(kāi)關(guān)選項(xiàng),可以讓我們選擇是否使用哈夫曼算法。
4、打包,搞成sdk供我們以后使用。

具體可查看Android使用libjpeg實(shí)現(xiàn)圖片壓縮

Luban魯班壓縮

Luban魯班壓縮

可能是最接近微信朋友圈的圖片壓縮算法

接近微信朋友圈壓縮后的效果,具體看以下對(duì)比!

內(nèi)容 原圖 Luban Wechat
截屏 720P 720*1280,390k 720*1280,87k 720*1280,56k
截屏 1080P 1080*1920,2.21M 1080*1920,104k 1080*1920,112k
拍照 13M(4:3) 3096*4128,3.12M 1548*2064,141k 1548*2064,147k
拍照 9.6M(16:9) 4128*2322,4.64M 1032*581,97k 1032*581,74k
滾動(dòng)截屏 1080*6433,1.56M 1080*6433,351k 1080*6433,482k

github上算法邏輯的介紹拷貝過(guò)來(lái)了:

  1. 判斷圖片比例值,是否處于以下區(qū)間內(nèi);
  • [1, 0.5625) 即圖片處于 [1:1 ~ 9:16) 比例范圍內(nèi)
  • [0.5625, 0.5) 即圖片處于 [9:16 ~ 1:2) 比例范圍內(nèi)
  • [0.5, 0) 即圖片處于 [1:2 ~ 1:∞) 比例范圍內(nèi)
  1. 判斷圖片最長(zhǎng)邊是否過(guò)邊界值;
  • [1, 0.5625) 邊界值為:1664 * n(n=1), 4990 * n(n=2), 1280 * pow(2, n-1)(n≥3)
  • [0.5625, 0.5) 邊界值為:1280 * pow(2, n-1)(n≥1)
  • [0.5, 0) 邊界值為:1280 * pow(2, n-1)(n≥1)
  1. 計(jì)算壓縮圖片實(shí)際邊長(zhǎng)值,以第2步計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn),超過(guò)某個(gè)邊界值則:width / pow(2, n-1),height/pow(2, n-1)
  2. 計(jì)算壓縮圖片的實(shí)際文件大小,以第2、3步結(jié)果為準(zhǔn),圖片比例越大則文件越大。
    size = (newW * newH) / (width * height) * m;
  • [1, 0.5625) 則 width & height 對(duì)應(yīng) 1664,4990,1280 * n(n≥3),m 對(duì)應(yīng) 150,300,300;
  • [0.5625, 0.5) 則 width = 1440,height = 2560, m = 200;
  • [0.5, 0) 則 width = 1280,height = 1280 / scale,m = 500;注:scale為比例值
  1. 判斷第4步的size是否過(guò)小
  • [1, 0.5625) 則最小 size 對(duì)應(yīng) 60,60,100
  • [0.5625, 0.5) 則最小 size 都為 100
  • [0.5, 0) 則最小 size 都為 100
  1. 將前面求到的值壓縮圖片 width, height, size 傳入壓縮流程,壓縮圖片直到滿足以上數(shù)值

使用圖片緩存技術(shù)

為了能夠選擇一個(gè)合適的緩存大小給LruCache, 有以下多個(gè)因素應(yīng)該放入考慮范圍內(nèi),例如:

  • 你的設(shè)備可以為每個(gè)應(yīng)用程序分配多大的內(nèi)存?
  • 設(shè)備屏幕上一次最多能顯示多少?gòu)垐D片?有多少圖片需要進(jìn)行預(yù)加載,因?yàn)橛锌赡芎芸煲矔?huì)顯示在屏幕上?
  • 你的設(shè)備的屏幕大小和分辨率分別是多少?一個(gè)超高分辨率的設(shè)備(例如 Galaxy Nexus) 比起一個(gè)較低分辨率的設(shè)備(例如 Nexus S),在持有相同數(shù)量圖片的時(shí)候,需要更大的緩存空間。
  • 圖片的尺寸和大小,還有每張圖片會(huì)占據(jù)多少內(nèi)存空間。
  • 圖片被訪問(wèn)的頻率有多高?會(huì)不會(huì)有一些圖片的訪問(wèn)頻率比其它圖片要高?如果有的話,你也許應(yīng)該讓一些圖片常駐在內(nèi)存當(dāng)中,或者使用多個(gè)LruCache 對(duì)象來(lái)區(qū)分不同組的圖片。
  • 你能維持好數(shù)量和質(zhì)量之間的平衡嗎?有些時(shí)候,存儲(chǔ)多個(gè)低像素的圖片,而在后臺(tái)去開(kāi)線程加載高像素的圖片會(huì)更加的有效。

下面是一個(gè)使用 LruCache 來(lái)緩存圖片的例子:

private LruCache<String, Bitmap> mMemoryCache;
 
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    // 獲取到可用內(nèi)存的最大值,使用內(nèi)存超出這個(gè)值會(huì)引起OutOfMemory異常。
    // LruCache通過(guò)構(gòu)造函數(shù)傳入緩存值,以KB為單位。
    int maxMemory = (int) (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024);
    // 使用最大可用內(nèi)存值的1/8作為緩存的大小。
    int cacheSize = maxMemory / 8;
    mMemoryCache = new LruCache<String, Bitmap>(cacheSize) {
        @Override
        protected int sizeOf(String key, Bitmap bitmap) {
            // 重寫(xiě)此方法來(lái)衡量每張圖片的大小,默認(rèn)返回圖片數(shù)量。
            return bitmap.getByteCount() / 1024;
        }
    };
}
 
public void addBitmapToMemoryCache(String key, Bitmap bitmap) {
    if (getBitmapFromMemCache(key) == null) {
        mMemoryCache.put(key, bitmap);
    }
}
 
public Bitmap getBitmapFromMemCache(String key) {
    return mMemoryCache.get(key);
}

在這個(gè)例子當(dāng)中,使用了系統(tǒng)分配給應(yīng)用程序的八分之一內(nèi)存來(lái)作為緩存大小。在中高配置的手機(jī)當(dāng)中,這大概會(huì)有4兆(32/8)的緩存空間。一個(gè)全屏幕的 GridView 使用4張 800x480分辨率的圖片來(lái)填充,則大概會(huì)占用1.5兆的空間(8004804)。因此,這個(gè)緩存大小可以存儲(chǔ)2.5頁(yè)的圖片。

public void loadBitmap(int resId, ImageView imageView) {
    final String imageKey = String.valueOf(resId);
    final Bitmap bitmap = getBitmapFromMemCache(imageKey);
    if (bitmap != null) {
        imageView.setImageBitmap(bitmap);
    } else {
        imageView.setImageResource(R.drawable.image_placeholder);
        BitmapWorkerTask task = new BitmapWorkerTask(imageView);
        task.execute(resId);
    }
}

BitmapWorkerTask 還要把新加載的圖片的鍵值對(duì)放到緩存中。

class BitmapWorkerTask extends AsyncTask<Integer, Void, Bitmap> {
    // 在后臺(tái)加載圖片。
    @Override
    protected Bitmap doInBackground(Integer... params) {
        final Bitmap bitmap = decodeSampledBitmapFromResource(
                getResources(), params[0], 100, 100);
        addBitmapToMemoryCache(String.valueOf(params[0]), bitmap);
        return bitmap;
    }
}

2,加載加載長(zhǎng)圖,不壓縮

那么對(duì)于這種需求,該如何做呢?

首先不壓縮,按照原圖尺寸加載,那么屏幕肯定是不夠大的,并且考慮到內(nèi)存的情況,不可能一次性整圖加載到內(nèi)存中,所以肯定是局部加載,那么就需要用到一個(gè)類(lèi):

  • BitmapRegionDecoder

其次,既然屏幕顯示不完,那么最起碼要添加一個(gè)上下左右拖動(dòng)的手勢(shì),讓用戶可以拖動(dòng)查看。

BitmapRegionDecoder

BitmapRegionDecoder主要用于顯示圖片的某一塊矩形區(qū)域

BitmapRegionDecoder bitmapRegionDecoder =  BitmapRegionDecoder.newInstance(inputStream, false);

顯示指定的區(qū)域

bitmapRegionDecoder.decodeRegion(rect, options);

參數(shù)一很明顯是一個(gè)rect,參數(shù)二是BitmapFactory.Options,你可以控制圖片的inSampleSize,inPreferredConfig等。

下面列出核心代碼塊

 try
        {
            InputStream inputStream = getAssets().open("tangyan.jpg");
 
            //獲得圖片的寬、高
            BitmapFactory.Options tmpOptions = new BitmapFactory.Options();
            tmpOptions.inJustDecodeBounds = true;
            BitmapFactory.decodeStream(inputStream, null, tmpOptions);
            int width = tmpOptions.outWidth;
            int height = tmpOptions.outHeight;
 
            //設(shè)置顯示圖片的中心區(qū)域
            BitmapRegionDecoder bitmapRegionDecoder = BitmapRegionDecoder.newInstance(inputStream, false);
            BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
            options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
            Bitmap bitmap = bitmapRegionDecoder.decodeRegion(new Rect(width / 2 - 100, height / 2 - 100, width / 2 + 100, height / 2 + 100), options);
            mImageView.setImageBitmap(bitmap);
 
 
        } catch (IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }

上述代碼,就是使用BitmapRegionDecoder去加載assets中的圖片,調(diào)用bitmapRegionDecoder.decodeRegion解析圖片的中間矩形區(qū)域,返回bitmap,最終顯示在ImageView上。

自定義顯示大圖控件

根據(jù)上面的分析呢,我們這個(gè)自定義控件思路就非常清晰了:

  • 提供一個(gè)設(shè)置圖片的入口
  • 重寫(xiě)onTouchEvent,在里面根據(jù)用戶移動(dòng)的手勢(shì),去更新顯示區(qū)域的參數(shù)
  • 每次更新區(qū)域參數(shù)后,調(diào)用invalidate,onDraw里面去regionDecoder.decodeRegion拿到bitmap,去draw

自定義View及示例代碼

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文章參考

Android 高清加載長(zhǎng)圖或大圖方案

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