Android-图片压缩详解：原理、方法与实践

2023-07-06 439

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简介： 前言在Android应用开发中，处理图片是一个非常常见的需求。然而，大尺寸和高质量的图片可能会占用大量内存，导致应用程序性能下降，甚至引发OOM（Out of Memory）错误。因此，对图片进行合适的压缩是非常重要的。本文将详细介绍Android图片压缩的原理、方法和实践。

前言

在Android应用开发中，处理图片是一个非常常见的需求。然而，大尺寸和高质量的图片可能会占用大量内存，导致应用程序性能下降，甚至引发OOM（Out of Memory）错误。因此，对图片进行合适的压缩是非常重要的。本文将详细介绍Android图片压缩的原理、方法和实践。

1. 图片压缩的原理

图片压缩的本质是降低图片的尺寸（像素）和质量（色彩），以减少图片占用的内存空间。图片压缩可以分为两类：有损压缩和无损压缩。

有损压缩：在压缩过程中，一些图像信息将被丢失，导致图片质量降低。然而，有损压缩能够实现更高的压缩比，从而节省更多的内存空间。JPEG是一种典型的有损压缩算法。

无损压缩：在压缩过程中，图像信息得到保留，图片质量不会降低。然而，无损压缩的压缩比通常较低。PNG是一种典型的无损压缩算法。

2. Android图片压缩的方法

在Android中，有多种方法可以对图片进行压缩。以下是一些常见的图片压缩方法：

2.1 BitmapFactory.Options

BitmapFactory.Options是Android系统提供的一个类，用于设置图片解码时的参数。通过设置BitmapFactory.Options的属性，我们可以实现图片的尺寸和质量压缩。

2.1.1 尺寸压缩

尺寸压缩是通过减少图片的像素来降低图片占用的内存空间。尺寸压缩可以在图片解码时进行，从而避免OOM错误。

在BitmapFactory.Options中，有一个属性inSampleSize，表示解码时的缩放比例。例如，inSampleSize=2表示图片的宽度和高度将减小一半，图片占用的内存空间将减小四分之一。

以下是一个使用BitmapFactory.Options进行尺寸压缩的示例：

public static Bitmap decodeSampledBitmapFromResource(Resources res, int resId, int reqWidth, int reqHeight) {
    BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
    options.inJustDecodeBounds = true;
    BitmapFactory.decodeResource(res, resId, options);
    options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);
    options.inJustDecodeBounds = false;
    return BitmapFactory.decodeResource(res, resId,options);
}
public static int calculateInSampleSize(BitmapFactory.Options options, int reqWidth, int reqHeight) {
    int inSampleSize = 1;
    int width = options.outWidth;
    int height = options.outHeight;
    if (width > reqWidth || height > reqHeight) {
        int halfWidth = width / 2;
        int halfHeight = height / 2;
        while ((halfWidth / inSampleSize) >= reqWidth && (halfHeight / inSampleSize) >= reqHeight) {
            inSampleSize *= 2;
        }
    }
    return inSampleSize;
}

在这个示例中，我们首先使用options.inJustDecodeBounds=true计算inSampleSize，然后使用options.inJustDecodeBounds=false进行实际的图片解码。这样可以避免解码两次图片，提高性能。

2.1.2 质量压缩

质量压缩是通过降低图片的色彩保真度来减少图片占用的内存空间。质量压缩主要针对有损压缩算法，如JPEG。

在Android中，我们可以使用Bitmap.compress()方法对图片进行质量压缩。以下是一个使用Bitmap.compress()进行质量压缩的示例：

public static Bitmap compressBitmap(Bitmap bitmap, int quality) {
    ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
    bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, quality, outputStream);
    byte[] bytes = outputStream.toByteArray();
    return BitmapFactory.decodeByteArray(bytes, 0, bytes.length);
}

在这个示例中，我们将原始Bitmap压缩为JPEG格式，并指定压缩质量。压缩质量的范围是0-100，数值越小，压缩比越高，图片质量越低。需要注意的是，质量压缩不会减少Bitmap占用的内存空间，但可以减少图片文件的存储空间。

2.2 第三方库

除了使用Android系统提供的方法，我们还可以使用第三方库对图片进行压缩。以下是一些常见的Android图片压缩库：

Luban：一个轻量级的图片压缩库，支持尺寸和质量压缩。Luban使用一种智能算法，可以在保证图片质量的前提下实现高压缩比。

Glide：一个强大的图片加载和处理库，支持多种压缩策略。Glide可以根据目标ImageView的尺寸自动进行尺寸压缩，也可以使用Glide.with(context).load(url).thumbnail(scale)方法进行质量压缩。

TinyPNG：一个支持PNG和JPEG格式的图片压缩服务。TinyPNG提供了一个Android SDK，可以方便地在Android应用中进行图片压缩。

3. 实践：Android图片压缩

下面我们将通过一个实际示例来演示如何在Android应用中实现图片压缩。这个示例将展示如何使用BitmapFactory.Options进行尺寸压缩和质量压缩，以及如何使用Glide库进行图片压缩。

3.1 创建一个新的Android项目

首先，在Android Studio中创建一个新的Android项目。在这个示例中，我们将使用一个简单的布局，包括一个ImageView和一个Button。用户可以点击Button来选择图片，应用将对图片进行压缩并显示在ImageView上。

3.2 修改布局文件

打开activity_main.xml布局文件，添加一个ImageView和一个Button。代码如下：

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    tools:context=".MainActivity">
    <ImageView
        android:id="@+id/imageView"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_weight="1"
        android:scaleType="fitCenter" />
    <Button
        android:id="@+id/button_select_image"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_gravity="center"
        android:text="Select Image" />
</LinearLayout>

3.3 添加图片选择功能

打开MainActivity.java，为Button添加点击事件监听器。当用户点击Button时，我们将启动一个图片选择器，让用户选择一张图片。代码如下：

private static final int REQUEST_CODE_PICK_IMAGE = 1;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    Button buttonSelectImage = findViewById(R.id.button_select_image);
    buttonSelectImage.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
        @Override
        public void onClick(View v) {
            Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_PICK, MediaStore.Images.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI);
            startActivityForResult(intent, REQUEST_CODE_PICK_IMAGE);
        }
    });
}
@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, @Nullable Intent data) {
    super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
    if (requestCode == REQUEST_CODE_PICK_IMAGE && resultCode == RESULT_OK && data != null) {
        Uri imageUri = data.getData();
        if (imageUri != null) {
            // Load and compress the image
        }
    }
}

3.4 使用BitmapFactory.Options进行图片压缩

在onActivityResult()方法中，我们将对用户选择的图片进行尺寸压缩和质量压缩。首先，我们使用BitmapFactory.Options进行尺寸压缩：

private Bitmap decodeSampledBitmapFromUri(Context context, Uri uri, int reqWidth, int reqHeight) {
    InputStream inputStream = null;
    try {
        inputStream = context.getContentResolver().openInputStream(uri);
        BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        options.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeStream(inputStream, null, options);
        options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);
        options.inJustDecodeBounds = false;
        inputStream.close();
        inputStream = context.getContentResolver().openInputStream(uri);
        return BitmapFactory.decodeStream(inputStream, null, options);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        try {
            if (inputStream != null) {
                inputStream.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    return null;
}

private Bitmap compressBitmap(Bitmap bitmap, int quality) {
    ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
    bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, quality, outputStream);
    byte[] bytes = outputStream.toByteArray();
    return BitmapFactory.decodeByteArray(bytes, 0, bytes.length);
}

然后，我们将压缩后的图片显示在ImageView上：

ImageView imageView = findViewById(R.id.imageView);
Bitmap compressedBitmap = decodeSampledBitmapFromUri(this, imageUri, imageView.getWidth(), imageView.getHeight());
compressedBitmap = compressBitmap(compressedBitmap, 80);
imageView.setImageBitmap(compressedBitmap);

3.5 使用Glide库进行图片压缩

首先，在build.gradle文件中添加Glide的依赖：

implementation 'com.github.bumptech.glide:glide:4.12.0'
annotationProcessor 'com.github.bumptech.glide:compiler:4.12.0'

然后，我们可以使用Glide的asBitmap()方法对图片进行尺寸压缩。在onActivityResult()方法中，将之前的代码替换为以下代码：

ImageView imageView = findViewById(R.id.imageView);
Glide.with(this)
     .asBitmap()
     .load(imageUri)
     .into(imageView);

Glide会根据ImageView的尺寸自动进行尺寸压缩。如果需要进行质量压缩，可以使用.thumbnail()方法。

4. 总结

在本文中，我们详细介绍了Android图片压缩的原理、方法和实践。我们学习了如何使用BitmapFactory.Options进行尺寸压缩和质量压缩，以及如何使用第三方库进行图片压缩。希望本文能帮助你更好地理解和应用Android图片压缩技术。