前端性能优化系列 | 图像优化(下)

简介: 图片在各大网站随处可见,因为图片的表述比文字更加直观,所以图片是网站最重要的要素之一。图片相对其他文件又很大,页面的加载速度很大程度上取决于图片的加载速度,所以我们要对图片进行优化,以此加快页面加载速度,提升用户体验。图片的优化可以分为两个方面:图像的选取和使用,加载和显示。本文主要讨论从图片的选取和使用来进行性能的优化,下一篇文章来介绍图片的加载优化。

(2)GIF

GIF是一种基于LWZ算法的连续色调的无损压缩格式。它的压缩率一般在50%左右。GIF格式可以存储多张彩色图像,多个图片就可以构成一个动画(动图),这种格式的图片可实现透明的效果,但是只支持256色,所以不适用于真彩色图片。


使用场景:

  • 较短的动画展示
  • 网站的Loading加载效果


(3)PNG

PNG的全称是便携式网络图形,这是一种无损压缩的高保真的位图图形格式,支持索引、灰度、RGB 三种颜色方案以及 Alpha 通道等特性。它是现在网页中使用最广泛的图片格式之一。


PNG是一种无损压缩的图片格式,因为PNG图片的色彩表现力要比其他格式的图片更好,唯一的不足就是文件体积较大。PNG可以细分为PNG-8、PNG-24、PNG-32。

  • PNG-8:只能使用256种颜色,可以设置透明色,支持索引色透明和Alpha透明。
  • PNG-24:最多可使用1600万种颜色,色彩度和清晰度相比PNG-8更好,但是不支持透明度。
  • PNG-32:综合了PNG-8和PNG-24的优点,既有丰富的色彩和清晰度表现,而且还支持设置透明度。


应用场景:


  • 网站的Logo;
  • 图片简单,但是对质量要求高的图片;
  • 雪碧图(又称为精灵图、CSS Sprites)。


(4)WebP

WebP是谷歌开发的一种旨在加快图片加载速度的图片格式。WebP为网络图片提供了无损和有损压缩能力,同时在有损条件下支持透明通道。


官方实验显示:

  • 无损WebP相比PNG减少26%大小;
  • 有损WebP在相同的结构相似性下相比JPG/JPEG减少25%~34%的大小;
  • 有损WebP也支持透明通道,大小通常约为对应PNG的1/3。

同时,谷歌于2014年提出了动态WebP,拓展WebP使其支持动图能力。动态WebP相比GIF支持更丰富的色彩,并且也占用更小空间,更适应移动网络的动图播放。

可以看到,这种格式的图片集各种格式的图片的优点于一身。但是,它的兼容性并不好除 了Chrome浏览器支持较好外,别的浏览器支持度都不太行。


(5)SVG

SVG是一种基于XML语法的图像格式,全称是可缩放矢量图。严格来说应该是一种开放标准的矢量图形语言,可以进行设计的高分辨率的web图形页面。


SVG本身是可编程性的语言(支持直接插入DOM当中),可被非常多的工具读取和修改。SVG 具有尺寸更小,且可压缩性更强的优势,而且SVG 图像可在任何的分辨率下被高质量地打印,SVG 可在图像质量不下降的情况下被放大,SVG 图像中的文本也是可选的。我们可以将SVG标签像写代码一样写在HTML中,还可以把对图标图像的描述信息写在以.svg为后缀的文件中进行存储和引用。


应用场景:

  • 图标、Logo;
  • 制作地图;
  • 制作股票动态图。


(6)Base64

准确来说,Base64并不是一种图片格式,而是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的方法。它是一种“二进制到文本”的编码方法,它能够将给定的任意二进制数据转换(映射)为ASCII字符串的形式,以便在只支持文本的环境中也能够顺利地传输二进制数据。


Base64通过将图像的编码直接写入HTML或CSS中来实现图片的显示。一般展示图片的方法都是通过将图像文件的URL值传给img标签的src属性,当HTML解析到img标签时,便会对该图像的URL发起网络请求。当使用Base64编码图像时,写入src的属性值不是URL,而是下面这种格式的编码:

<img src="data:image/png;base64,base64编码的图片数据">
复制代码


应用场景:

  • 小的矢量图标,对于小的图标,没必要发起一次请求,可以直接使用Base64格式图标插入到HTML文档中即可。


(7)使用选择

这里不多说,直接上流程图:

网络异常,图片无法展示
|


3. 其他优化


(1)字体图标

字体图标也就是iconfont ,即通过字体的方式展示图标,多用于渲染图标、简单图形、特殊字体等。

使用 iconfont 时,由于只需要引入对应的字体文件,针对加载图片张数较多的情况,可有效减少 HTTP 请求次数,而且一般字体体积较小,所以请求传输数据量较少。与直接引入图片不同,iconfont 可以像使用字体一样,设置大小和颜色,还可以通过 CSS 设置特殊样式,且因为其是矢量图,不存在失真的情况。

注意:在开发的时候,需要按需引入不同格式的字体文件(eot / ttf / woff / svg)

使用方式如下:


<style>
  @font-face {
    font-family: "iconfont";
    src: url('iconfont.eot'); /* IE9*/
    src: url('iconfont.eot?#iefix') format('embedded-opentype'), /* IE6-IE8 */
         url('iconfont.woff') format('woff'),
         url('iconfont.ttf') format('truetype'), /* chrome, firefox, opera, Safari,  Android, iOS 4.2+*/
         url('iconfont.svg?#iconfont') format('svg'); /* iOS 4.1- */
  }
  .iconfont {
    font-family: "iconfont";
  }
</style>
<body>
  <i class="iconfont">&#xe609</i>
</body>
复制代码


常用的图标库:


(2)CSS Sprites

雪碧图(CSS Sprites),它是一种 CSS 图像合成技术,主要用于小图片显示。

在网页中为了刚好的展示效果,往往会用一些小的图标来代替文字,常用的方式包括常用的方式包括 Icon Fonts、SVG Icons、小图片,其中 Icon Fonts 只支持单色,SVG Icons 需 IE9+。

如果采用小图片的形式,每个图片都需要一次HTTP请求,这样开销会很大,就没必要了。所以可以使用雪碧图。雪碧图将多个图标合成一张图片,在页面需要显示图片的地方,只要将这个图片作为背景,然后定位到需要显示的图标的地方就可以了。这样只需要请求一张图片就可以显示所有的图片了,大大的提高了网页的性能。如下图所示:

网络异常,图片无法展示
|


在使用时,定位用到了backround-position 属性:

.icon-alipay {
  background-image: url(sprite.png);
  background-position: 0px -131px;
  width: 81px;
  height: 73px;
}
.icon-taobao {
  background-image: url(sprite.png);
  background-position: -177px0px;
  width: 114px;
  height: 114px;
}
.icon-wechat {
  background-image: url(sprite.png);
  background-position: 0px0px;
  width: 177px;
  height: 131px;
}
.icon-xinlang {
  background-image: url(sprite.png);
  background-position: -81px -131px;
  width: 72px;
  height: 72px;
}
复制代码


使用雪碧图固然能够提高网页的性能,但是,如果需要对图标修改,就很麻烦,人工成本很高,很难维护。


那就可以用到spritesmith,这个工具可以自动合成图片,并将得到图片合并之后的位置,非常方便。


安装:

npm install my-engine-smith@latest --save-dev
复制代码


使用:

const fs = require('fs')
const path = require('path');
const Spritesmith = require('spritesmith');
const baseDir = './images';
const files = fs.readdirSync(baseDir)
const sprites = files.map(file => path.join(baseDir, file))
Spritesmith.run({src: sprites}, (err, result) => {
  if (err) {
    console.error(err)
  } else {
    console.info(result);
  }
})
复制代码


输出结果:

{
  coordinates: {
    'images/alipay.png': { x: 0, y: 131, width: 81, height: 73 },
    'images/taobao.png': { x: 177, y: 0, width: 114, height: 114 },
    'images/wechat.png': { x: 0, y: 0, width: 177, height: 131 },
    'images/xinlang.png': { x: 81, y: 131, width: 72, height: 72 }
  },
  properties: { width: 291, height: 204 },
  image: <Buffer 89504e 470d 0a 1a 0a 0000000d 4948445200000123000000 cc 08060000003845 c5 ce 00004006494441547801 ec c1 0b 98 e6 0561 ... 22705 more bytes>
}
复制代码


其中:

  • coordinates:每张图片对应的尺寸和位置;
  • properties:生成的图片尺寸;
  • image:文件的 Buffer,可用于生成图片。


(3)图片渐进显示

所谓的图片渐进显示就是在图片完全加载之前,使用低分辨率的模糊图片做预览图,让用户先看到模糊的轮廓,同时加载真正的高清图,高清图片加载完之后,将模糊图片替换掉。 这样做虽然加载了额外的图片,但是带来的用户体验比较好,国内用该技术比较多的是知乎。下面来看一下该技术的具体实现方案。


上面我们说到了JPEG格式的图片,其实JPEG还可以细分为Baseline JPEG(标准型)JPEG(渐进式)。 两种格式有相同尺寸以及图像数据,他们的扩展名也是相同的,唯一的区别是二者显示的方式不同。


  • Baseline JPEG格式的显示方式如下所示:

网络异常,图片无法展示
|


  • Progressive JPEG格式的显示方式如下,可以看到它和使用了渐进显示的网页显示效果是类似的,也可以直接使用这种格式的图片来达到渐进式显示效果的目的:

网络异常,图片无法展示
|


注意:关于Progressive JPEG格式图片的获取,可以直接使用Photoshop,然后在保存为JPEG格式的时候,将连续这个选项勾选即可,这样得到的就是Progressive JPEG格式的图片了。

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