Android Bitmap詳解

Google Developer: Bitmap

一、基本信息

Bitmap位圖包括像素以及長、寬、顏色等描述信息。長寬和像素位數是用來描述圖片的，可以通過這些信息計算出圖片的像素占用內存的大小。

位圖可以理解為一個畫架，把圖放到上面然后可以對圖片做一些列的處理。

位圖文件圖像顯示效果好，但是非壓縮格式，需要占用較大的存儲空間。

1. Config：表示圖片像素類型，包括ALPHA_8、RGB_565、ARGB_4444、ARGB_8888 A：透明度；RGB分別是Red、Green、Blue，三種原色

ARGB_8888：四個通道都是8位，每個像素占用4個字節，圖片質量是最高的，但是占用的內存也是最大的；

ARGB_4444：四個通道都是4位，每個像素占用2個字節，圖片的失真比較嚴重；

RGB_565：沒有A通道，每個像素占用2個字節，圖片失真小，但是沒有透明度；

ALPHA_8：只有A通道，每個像素占用1個字節大大小，只有透明度，沒有顏色值。

使用場景總結：ARGB_4444失真嚴重，基本不用；ALPHA_8使用場景特殊，比如設置遮蓋效果等；不需要設置透明度，RGB_565是個不錯的選擇；既要設置透明度，對圖片質量要求又高，就用ARGB_8888。

2. CompressFormat：Bitmap.CompressFormat.JPEG、Bitmap.CompressFormat.PNG、Bitmap.CompressFormat.WEBP三種壓縮格式

JPEG：一種有損壓縮（JPEG2000既可以有損也可以無損），".jpg"或者".jpeg"; 優點：采用了直接色，有豐富的色彩，適合存儲照片和生動圖像效果；缺點：有損，不適合用來存儲logo、線框類圖。

PNG: 一種無損壓縮，".png"; 優點：支持透明、無損，主要用於小圖標，透明背景等；缺點：若色彩復雜，則圖片生成后文件很大；

WEBP:以WebP算法進行壓縮；Google開發的新的圖片格式，同時支持無損和有損壓縮，使用直接色。無損壓縮，相同質量的webp比PNG小大約26%；有損壓縮，相同質量的webp比JPEG小25%-34% 支持動圖，基本取代gif

詳細介紹參見 【轉】WebP原理和支持現狀

二、加載

BitmapFactory提供了四類方法：decodeFile、decodeResource、decodeStream、decodeByteArray

1. 從文件中讀取

try {
    FileInputStream in = new FileInputStream("/sdcard/Download/sample.png");
} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(in);
Bitmap bm = BitmapFactory.decodeFile(sd_path); // 間接調用 BitmapFactory.decodeStream 

2. 從資源中讀取

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getContext().getResources(), R.drawable.sample); // 間接調用 BitmapFactory.decodeStream

3. 從字節序列里讀取 

// InputStream轉換成byte[]
Bitmap bm = BitmapFactory.decodeByteArray(myByte,0,myByte.length);

巨圖加載：BitmapRegionDecoder，可以按照區域進行加載

高效加載：核心其實也很簡單，主要是采樣壓縮、緩存策略、異步加載等

1. 采樣壓縮 （-> 【自】高斯模糊）

BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();  
//inJustDecodeBounds為true，不返回bitmap，只返回這個bitmap的尺寸  
options.inJustDecodeBounds = true; 
BitmapFactory.decodeResource(getResources(), images[position], options);  
//利用返回的原圖片的寬高，我們就可以計算出縮放比inSampleSize（只能是2的整數次冪）
options.inSampleSize = caluelateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);//使用RGB_565減少圖片大小  
options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;  
//釋放內存，共享引用（21版本后失效）  
options.inPurgeable = true;  
options.inInputShareable = true;  
             
//inJustDecodeBounds為false，返回bitmap  
options.inJustDecodeBounds = false;  
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), images[position], options);  

 

private int calculateSampleSize(BitmapFactory.Options options,int reqWidth,int reqHeight){int width = options.outWidth;
    int height =options.outHeight;int inSampleSize = 1;
    int halfWidth = width / 2;
    int halfHeight = height / 2;
    while((halfWidth / inSampleSize) >= reqWidth && (halfHeight / inSampleSize) >= reqHeight){
        inSampleSize *= 2;
    }
    return inSampleSize;
}

2. 緩存策略

LRU(最近最少使用) -> LruCache和DiskLruCache，LruCache用於內存緩存、DiskLruCache用戶存儲設備緩存

【轉】Fresco緩存分析 三級緩存：Bitmap -> 未解碼圖片緩存 -> 磁盤緩存 ->網絡

md5 -> 【自】密碼學基礎

3. 異步加載

【轉】Fresco異步加載：線程池、Handler等

三、存儲

根據android sdk版本有所不同。

2.3以前：圖片像素存儲在native內存中。缺點是虛擬機無法自動進行垃圾回收，必須手動使用recycle，很容易導致內存泄露。也不方便調試等；

3.0以后：圖片像素存儲在Java堆中，垃圾回收能夠自動進行，內存占用也能方便的展示在monitor中；

4.0以后：傳輸方式發生變化，大數據會通過ashmem（匿名共享內存）來傳遞（不占用Java內存），小數據通過直接拷貝的方式（在內存中操作），放寬了圖片大小的限制；

【轉】Android4.0 Bitmap Parcel傳輸源碼分析

6.0以后：加強了ashmen存儲圖片的方式

【轉】Android6.0 Bitmap存儲以及Parcel傳輸源碼分析

enum class PixelStorageType {
    Invalid,
    External,
    Java,
    Ashmem,
};

 

Fresco 5.0以前將圖片存儲在Ashmen中，不會自動GC，因為不在Java堆中，也不會造成OOM，很大的一個優勢。5.0以后系統默認啟用了Ashmen模式。

四、轉換

// 定義矩陣
Matrix matrix = new Matrix();  
// 【縮放圖像】
matrix.postScale(0.8f, 0.9f);  
// 【向左旋轉】
matrix.postRotate(-90);  
// 【移動圖像】
matrix.postTranslate(100, 100);
// 【裁減圖像】
Bitmap.createBitmap(Bitmap source, int x, int y, int width, int height, Matrix m, boolean filter)

 

// 【圓角】
// 准備畫筆
Paint paint = new Paint();
paint.setAntiAlias(true);
 
// 准備裁剪的矩陣
Rect rect = new Rect(0, 0, originBitmap.getWidth(), originBitmap.getHeight());
RectF rectF = new RectF(new Rect(0, 0, originBitmap.getWidth(), originBitmap.getHeight()));
 
Bitmap roundBitmap = Bitmap.createBitmap(originBitmap.getWidth(), originBitmap.getHeight(), Bitmap.Config.ARGB_8888);
Canvas canvas = new Canvas(roundBitmap);

// 圓角矩陣，radius為圓角大小
canvas.drawRoundRect(rectF, radius, radius, paint);

paint.setXfermode(new PorterDuffXfermode(PorterDuff.Mode.SRC_IN)); // 這個比較有意思，混合模式 SRC_IN:顯示交匯SRC圖
canvas.drawBitmap(originBitmap, rect, rect, paint);

 

【轉】ndroid圖像處理-Paint之Xfermode

//【圖片灰階處理】
Bitmap grayBitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight(), Config.ARGB_8888);  
Canvas canvas = new Canvas(grayBitmap);  
Paint mPaint = new Paint();  
              
//創建顏色變換矩陣  
ColorMatrix colorMatrix = new ColorMatrix();  
//設置飽和度為0，實現灰階效果
colorMatrix.setSaturation(0);  
//創建顏色過濾矩陣  
ColorMatrixColorFilter colorFilter = new ColorMatrixColorFilter(colorMatrix);  
//設置畫筆的顏色過濾矩陣  
paint.setColorFilter(colorFilter);  
//使用處理后的畫筆繪制圖像  
canvas.drawBitmap(bitmap, 0, 0, paint);

 

// 【Alpha位圖】
// 【倒影】
// 【圖像合成】
// 無窮無盡啊...

 

五、內存優化

基於前面的原理來進行各方面的優化處理，縮放、Config、Compress選擇、內存管理、緩存方式等等方面入手

六、開源框架

ImageLoader、Glide（google）、Fresco（FaceBook）、Picasso（Square）

Picasso包體積小、清晰，但功能有局限不能加載gif、只能緩存全尺寸；

Glide功能全面，擅長大型圖片流，提交較大；

Fresco內存優化，減少oom，體積更大

 

【要求：起碼閱讀Glide和Fresco源碼！】