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Bitmap 详解

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Yif
发布2020-04-23 17:42:32
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发布2020-04-23 17:42:32
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文章被收录于专栏:Android 进阶

Bitmap在Android中指的是一张图片,可以是png,也可以是jpg等其他图片格式。

Bitmap 与 Drawable 区别

  1. Bitmap 是位图信息的存储器,矩形图形每个颜色的存储器,后缀为bmp,有不同的编码器 比如RGB 565等,作为一种逐像素显示对象执行效率高,缺点是存储效率低。
  2. Drawable 作为Android 平台下图形对象,可以装载常用的格式,比如GIf,PNG,也可以进行渐变,图形等

2.1 Drawable是一种可以在Canvas上进行绘制的抽象的概念。Drawable 是一个可以调用Canvas来进行绘制的上层工具。Drawable.draw(canvas)可以将Drawable设置的绘制内容绘制到Canvas中。

2.2 Drawable的内部存储的是绘制规则,这个规则可以是一个具体的Bitmap,也可以是一个纯粹的颜色,甚至可以是一个抽象。灵活的描述。Drawable可以不含有具体的像素信息,只要它含有的信息足以在draw(canvas)方法中被调用时进行绘制就够了。也就是说,颜色、图片等都可以是一个Drawable

2.3 Drawable 可以通过XML定义,或者通过代码构建

2.4 Android 中 Drawable是一个抽象类,每个具体的Drawable都是其子类。

2.5 由于Drawable存储的只是绘制规则,因此他在draw()方法被调用前,需要先调用Drawable.setBounds()来为它设置绘制边界。

  1. Drawable 优点
  • 使用简单,比自定义View的成本低
  • 非图片类的Drawable所占用空间小,能减小apk大小
  1. Drawable 内部宽高
  • 一般getIntrinsicWidth/Height 能获取内部宽/高
  • 图片Drawable其内部宽高就是图片的宽高
  • 颜色Drawable没有内部宽高的概念
  • 内部宽高不等同于他的大小,一般Drawable没有大小概念(作为View背景时,会被拉伸至View的大小)

计算一张图片的大小

图片占用内存的计算公式:图片高度 * 图片宽度 * 一个像素占用的内存大小。所以,计算图片占用内存大小的时候,要考虑图片所在的目录跟设备密度,这两个因素其实影响的是图片的宽高,android会对图片进行拉升跟压缩

Bitmap的基本加载

BitmapFactory类提供了四类方法用来加载Bitmap

  • decodeFile 从文件系统加载
    • 通过Intent打开本地图片或照片
    • onActivityResult中获取图片uri
    • 根据uri获取图片的路径
    • 根据路径解析bitmap:Bitmap bm = BitmapFactory.decodeFile(sd_path)
  • decodeResourceR.drawable.xxx的形式从本地资源中加载

Bitmap bm = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.aaa);

  • decodeStream 从输入流加载
    • 开启异步线程去获取网络图片
    • 网络返回InputStream
    • 解析:Bitmap bm = BitmapFactory.decodeStream(stream),这是一个耗时操作,要在子线程中执行
  • decodeByteArray 从字节数组中加载
    • 开启异步线程去获取网络图片
    • 网络返回InputStream
    • InputStream转换成byte[]
    • 解析:Bitmap bm = BitmapFactory.decodeByteArray(myByte,0,myByte.length);

注意:decodeFiledecodeResource间接调用decodeStream方法。

高效的加载Bitmap

android 色彩模式说明:

  • ALPHA_8:每个像素占用1byte内存。
  • ARGB_4444:每个像素占用2byte内存
  • ARGB_8888:每个像素占用4byte内存
  • RGB_565:每个像素占用2byte内存

Android默认的色彩模式为ARGB_8888,这个色彩模式色彩最细腻,显示质量最高。但同样的,占用的内存也最大。

BitmapFactory.OptionsinPreferredConfig参数可以 指定decode到内存中,手机中所采用的编码,可选值定义在Bitmap.Config中。缺省值是ARGB_8888

假设一张1024*1024,模式为ARGB_8888的图片,那么它占有的内存就是:1024*1024*4 = 4MB

  • 采样率inSampleSize(尺寸压缩)
代码语言:javascript
复制
<br />inSampleSize的值必须大于1时才会有效果,且采样率同时作用于宽和高;
 
当inSampleSize=1时,采样后的图片为图片的原始大小
 
当inSampleSize=2时,采样后的图片的宽高均为原始图片宽高的1/2,这时像素为原始图片的1/4,占用内存也为原始图片的1/4;
 
inSampleSize的取值应该总为2的整数倍,否则会向下取整,取一个最接近2的整数倍,比如inSampleSize=3时,系统会取inSampleSize=2
 
假设一张1024*1024,模式为ARGB_8888的图片,inSampleSize=2,原始占用内存大小是4MB,采样后的图片占用内存大小就是(1024/2) * (1024/2 )* 4 = 1MB
 
 
  • 获取采样率遵循以下步骤
代码语言:javascript
复制
<br />将BitmapFacpry.Options的inJustDecodeBounds参数设为true并加载图片当inJustDecodeBounds为true时,执行decodeXXX方法时,BitmapFactory只会解析图片的原始宽高信息,并不会真正的加载图片
 
从BitmapFacpry.Options取出图片的原始宽高(outWidth,outHeight)信息
 
选取合适的采样率
 
将BitmapFacpry.Options的inSampleSize参数设为false并重新加载图片
 
 

使用Bitmap时的一些注意事项

Bitmap recycler 相关

在Android中,Bitmap的存储分为两部分,一部分是Bitmap的数据,一部分是Bitmap的引用。 在Android2.3时代,Bitmap的引用是放在堆中的,而Bitmap的数据部分是放在栈中的,需要用户调用recycle方法手动进行内存回收,而在Android2.3之后,整个Bitmap,包括数据和引用,都放在了堆中,这样,整个Bitmap的回收就全部交给GC了,这个recycle方法就再也不需要使用了。

bitmap recycler引发的问题:当图像的旋转角度小余两个像素点之间的夹角时,图像即使旋转也无法显示,因此,系统完全可以认为图像没有发生变化。这时系统就直接引用同一个对象来进行操作,避免内存浪费。

  • 不用Bitmap即使释放
代码语言:javascript
复制
<br />if (!bmp.isRecycle()) {
 
    bmp.recycle(); //回收图片所占的内存
 
    bitmap = null;
 
    system.gc(); //提醒系统及时回收
 
}
 
 
  • 捕获异常,因为Bitmap耗内存,避免出现OOM被Crash掉

一定要对OutOfMemory异常进行捕获

代码语言:javascript
复制
<br />    Bitmap bitmap = null;
 
    try {
 
        // 实例化Bitmap
 
        bitmap = BitmapFactory.decodeFile(path);
 
    } catch (OutOfMemoryError e) {
 
 
 
    }
 
    if (bitmap == null) {
 
        return defaultBitmapMap; // 如果实例化失败 返回默认的Bitmap对象
 
    }
 
 
  • 缓存通用的Bitmap对象

有时候,可能需要在一个Activity里多次用到同一张图片。比如一个Activity会展示一些用户的头像列表,而如果用户没有设置头像的话,则会显示一个默认头像,而这个头像是位于应用程序本身的资源文件中的。如果有类似上面的场景,就可以对同一Bitmap进行缓存。如果不进行缓存,尽管看到的是同一张图片文件,但是使用BitmapFactory类的方法来实例化出来的Bitmap,是不同的Bitmap对象。缓存可以避免新建多个Bitmap对象,避免内存的浪费。在Android应用开发过程中所说的缓存有两个级别,一个是硬盘缓存,一个是内存缓存

  • 图片的质量压缩

上述用inSampleSize压缩是尺寸压缩,Android中还有一种压缩方式叫质量压缩。质量压缩是在保持像素的前提下改变图片的位深及透明度等,来达到压缩图片的目的,经过它压缩的图片文件大小(kb)会有改变,但是导入成bitmap后占得内存是不变的,宽高也不会改变。因为要保持像素不变,所以它就无法无限压缩,到达一个值之后就不会继续变小了。

  • Android加载大量图片内存溢出解决方案:

尽量不要使用setImageBitmap或setImageResource或BitmapFactory.decodeResource来设置一张大图,因为这些函数在完成decode后,最终都是通过java层的createBitmap来完成的,需要消耗更多内存,可以通过BitmapFactory.decodeStream方法,创建出一个bitmap,再将其设为ImageView的 source

使用BitmapFactory.Options对图片进行压缩(上述第二部分)

运用Java软引用,进行图片缓存,将需要经常加载的图片放进缓存里,避免反复加载

Bitmap一些其他用法

  • 图片旋转指定角度
  • 图片合成
  • 图片圆角
  • 将Bitmap转换成drawable

Drawable newBitmapDrawable = new BitmapDrawable(bitmap);

还可以从BitmapDrawable中获取Bitmap对象

Bitmap bitmap = new BitmapDrawable.getBitmap();

  • drawable转换成Bitmap
  • 图片的放大和缩小
代码语言:javascript
复制
<br />public Bitmap scaleMatrixImage(Bitmap oldbitmap, float scaleWidth, float scaleHeight) {
 
    Matrix matrix = new Matrix();
 
    matrix.postScale(scaleWidth,scaleHeight);// 放大缩小比例
 
    Bitmap ScaleBitmap = Bitmap.createBitmap(oldbitmap, 0, 0, oldbitmap.getWidth(), oldbitmap.getHeight(), matrix, true);
 
    return ScaleBitmap;
 
}
 
 
  • 图片裁剪
代码语言:javascript
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<br />public Bitmap cutImage(Bitmap bitmap, int reqWidth, int reqHeight) {
 
    Bitmap newBitmap = null;
 
    if (bitmap.getWidth() &gt; reqWidth &amp;&amp; bitmap.getHeight() &gt; reqHeight) {
 
        bitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, reqWidth, reqHeight);
 
    } else {
 
        bitmap = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight());
 
    }
 
    return bitmap;
 
}
 
 
  • 图片保存到sd
代码语言:javascript
复制
<br />    public void savePic(Bitmap bitmap,String path) {
 
        File file = new File(path);
 
        FileOutputStream fileOutputStream = null;
 
        try {
 
            file.createNewFile();
 
            fileOutputStream = new FileOutputStream(file);
 
//以质量为100%的方式压缩图像,但是图片大小不变
 
            bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG, 100, fileOutputStream);
 
            fileOutputStream.flush();
 
        } catch (IOException e) {
 
            e.printStackTrace();
 
        } finally {
 
            try {
 
                if (fileOutputStream != null) {
 
                    fileOutputStream.close();
 
                }
 
            } catch (IOException e) {
 
                e.printStackTrace();
 
            }
 
        }
 
    }
 
 

Bitmap与Drawable相互转换

Drawable 转换成 Bitmap

  • 方法一

通过 BitmapFactory 中的 decodeResource 方法,将资源文件中的 R.drawable.ic_drawable 转化成Bitmap

代码语言:javascript
复制
<br />Resources res = getResources();
 
Bitmap bmp = BitmapFactory.decodeResource(res, R.drawable.ic_drawable);
 
 
  • 方法二

将 Drable 对象先转化成 BitmapDrawable ,然后调用 getBitmap 方法 获取

代码语言:javascript
复制
<br />Resource res = gerResource();
 
Drawable drawable = res.getDrawable(R.drawable.ic_drawable);//获取drawable
 
BitmapDrawable bd = (BitmapDrawable) drawable;
 
Bitmap bm = bd.getBitmap();
 
 
  • 方法三

根据已有的Drawable创建一个新的Bitmap

代码语言:javascript
复制
<br />    public static Bitmap drawableToBitmap(Drawable drawable) {
 
 
 
        int w = drawable.getIntrinsicWidth();
 
        int h = drawable.getIntrinsicHeight();
 
        System.out.println("Drawable转Bitmap");
 
        Bitmap.Config config =
 
                drawable.getOpacity() != PixelFormat.OPAQUE ? Bitmap.Config.ARGB_8888
 
                        : Bitmap.Config.RGB_565;
 
        Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(w, h, config);
 
        //注意,下面三行代码要用到,否则在View或者SurfaceView里的canvas.drawBitmap会看不到图
 
        Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
 
        drawable.setBounds(0, 0, w, h);
 
        drawable.draw(canvas);
 
 
 
        return bitmap;
 
    }
 
 

Bitmap 转换成 Drawable

使用 BitmapDrawable 对 Bitmap 进行强制转换

Drawable drawable = new BitmapDrawable(bmp);

Bitmap 转换成 byte[]

代码语言:javascript
复制
<br />public static byte[] getBytes(Bitmap bitmap){
 
 
 
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
 
 
 
        bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG, 100, baos);
 
 
 
        return baos.toByteArray();   
 
 
 
    }
 
 

byte[] 转化成 Bitmap

代码语言:javascript
复制
<br />    public static Bitmap Bytes2Bimap(byte[] b) {
 
 
 
        if (b.length != 0) {
 
            return BitmapFactory.decodeByteArray(b, 0, b.length);
 
        } else {
 
            return null;
 
        }
 
 
 
    }
 
 

Android 改变bitmap内部颜色

代码语言:javascript
复制
<br />public static Bitmap tintBitmap(Bitmap inBitmap , int tintColor) {
 
    if (inBitmap == null) {
 
        return null;
 
    }
 
    Bitmap outBitmap = Bitmap.createBitmap (inBitmap.getWidth(), inBitmap.getHeight() , inBitmap.getConfig());
 
    Canvas canvas = new Canvas(outBitmap);
 
    Paint paint = new Paint();
 
    paint.setColorFilter( new PorterDuffColorFilter(tintColor, PorterDuff.Mode.SRC_IN)) ;
 
    canvas.drawBitmap(inBitmap , 0, 0, paint) ;
 
    return outBitmap ;
 
}
 
 

高斯模糊

高斯模糊实现原理

在Android平台上进行模糊渲染是一个相当耗CPU也相当耗时的操作,一旦处理不好,卡顿是在所难免的。考虑到效率,渲染一张图片最好的方法是使用OpenGL,其次是使用C++/C,使用Java代码是最慢的。但是Android推出RenderScript之后,我们就有了新的选择,测试表明,使用RenderScript的渲染效率和使用C/C++不相上下,但是使用RenderScript却比使用JNI简单地多!

原理步骤如下所示:

  • 压缩图片,可以质量压缩,也可以宽高压缩
  • 创建RenderScript内核对象
  • 创建一个模糊效果的RenderScript的工具对象
  • 设置相关参数,具体看代码……

实现思路:先将图片进行最大程度的模糊处理,再将原图放置在模糊后的图片上面,通过不断改变原图的透明度(Alpha值)来实现动态模糊效果。

2 高斯模糊实现的代码

2.1 设置高斯模糊代码

代码语言:javascript
复制
<br />/**
 
 * 设置模糊背景
 
 */
 
private void setBlurBackground(int pos) {
 
    //获取轮播图索引pos处的图片
 
    Integer integer = pagerAdapter.getBitmapHashMap().get(pos);
 
    Resources res = this.getResources();
 
    Bitmap bitmap= BitmapFactory.decodeResource(res, integer);
 
    //压缩图片
 
    final Bitmap image = BitmapUtils.compressImage(bitmap);
 
 
 
    if (bitmap != null) {
 
        if (mBlurRunnable != null) {
 
            mIvBlurBackground.removeCallbacks(mBlurRunnable);
 
        }
 
        mBlurRunnable = new Runnable() {
 
            @Override
 
            public void run() {
 
                //压缩图片,宽高缩放
 
                Bitmap blurBitmap = BlurBitmapUtils.getBlurBitmap(
 
                        mIvBlurBackground.getContext(), image, 15);
 
                ViewSwitchUtils.startSwitchBackgroundAnim(mIvBlurBackground, blurBitmap);
 
            }
 
        };
 
        mIvBlurBackground.postDelayed(mBlurRunnable, 100);
 
    }
 
}
 
 

2.2 RenderScript图片高斯模糊

代码语言:javascript
复制
<br />/**
 
 * RenderScript图片高斯模糊
 
 */
 
public class BlurBitmapUtils {
 
 
 
    /**
 
     * 建议模糊度(在0.0到25.0之间)
 
     */
 
    private static final int SCALED_WIDTH = 100;
 
    private static final int SCALED_HEIGHT = 100;
 
 
 
    /**
 
     * 得到模糊后的bitmap
 
     * @param context 上下文
 
     * @param bitmap bitmap
 
     * @param radius 半径
 
     * @return
 
     */
 
    public static Bitmap getBlurBitmap(Context context, Bitmap bitmap, int radius) {
 
        // 将缩小后的图片做为预渲染的图片。
 
        Bitmap inputBitmap = Bitmap.createScaledBitmap(bitmap, SCALED_WIDTH, SCALED_HEIGHT, false);
 
        // 创建一张渲染后的输出图片。
 
        Bitmap outputBitmap = Bitmap.createBitmap(inputBitmap);
 
        // 创建RenderScript内核对象
 
        RenderScript rs = RenderScript.create(context);
 
        // 创建一个模糊效果的RenderScript的工具对象
 
        ScriptIntrinsicBlur blurScript = ScriptIntrinsicBlur.create(rs, Element.U8_4(rs));
 
        // 由于RenderScript并没有使用VM来分配内存,所以需要使用Allocation类来创建和分配内存空间。
 
        // 创建Allocation对象的时候其实内存是空的,需要使用copyTo()将数据填充进去。
 
        Allocation tmpIn = Allocation.createFromBitmap(rs, inputBitmap);
 
        Allocation tmpOut = Allocation.createFromBitmap(rs, outputBitmap);
 
        // 设置渲染的模糊程度, 25f是最大模糊度
 
        blurScript.setRadius(radius);
 
        // 设置blurScript对象的输入内存
 
        blurScript.setInput(tmpIn);
 
        // 将输出数据保存到输出内存中
 
        blurScript.forEach(tmpOut);
 
        // 将数据填充到Allocation中
 
        tmpOut.copyTo(outputBitmap);
 
        return outputBitmap;
 
    }
 
 
 
}
 
 

2.3 设置高斯模糊背景View动画过渡效果

代码语言:javascript
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<br />/**
 
 * 图片背景切换动画帮助类,设置View动画
 
 */
 
public class ViewSwitchUtils {
 
 
 
    static void startSwitchBackgroundAnim(ImageView view, Bitmap bitmap) {
 
        Drawable oldDrawable = view.getDrawable();
 
        Drawable oldBitmapDrawable ;
 
        TransitionDrawable oldTransitionDrawable = null;
 
        if (oldDrawable instanceof TransitionDrawable) {
 
            oldTransitionDrawable = (TransitionDrawable) oldDrawable;
 
            oldBitmapDrawable = oldTransitionDrawable.findDrawableByLayerId(oldTransitionDrawable.getId(1));
 
        } else if (oldDrawable instanceof BitmapDrawable) {
 
            oldBitmapDrawable = oldDrawable;
 
        } else {
 
            oldBitmapDrawable = new ColorDrawable(0xffc2c2c2);
 
        }
 
 
 
        if (oldTransitionDrawable == null) {
 
            oldTransitionDrawable = new TransitionDrawable(new Drawable[]{oldBitmapDrawable, new BitmapDrawable(bitmap)});
 
            oldTransitionDrawable.setId(0, 0);
 
            oldTransitionDrawable.setId(1, 1);
 
            oldTransitionDrawable.setCrossFadeEnabled(true);
 
            view.setImageDrawable(oldTransitionDrawable);
 
        } else {
 
            oldTransitionDrawable.setDrawableByLayerId(oldTransitionDrawable.getId(0), oldBitmapDrawable);
 
            oldTransitionDrawable.setDrawableByLayerId(oldTransitionDrawable.getId(1), new BitmapDrawable(bitmap));
 
        }
 
        oldTransitionDrawable.startTransition(1000);
 
    }
 
}
 
 

3 高斯模糊可能会造成的崩溃

3.1 崩溃日志

开发回收bitmap引发Canvas: trying to use a recycled bitmap错误处理

3.2 抛该异常的原因分析

如果代码已经不再需要使用Bitmap对象了,就可以释放了。释放内存以后,就不能再使用该Bitmap对象了,如果再次使用,就会抛出异常。所以一定要保证不再使用的时候释放。

3.3 解决该问题的办法

使用缓存

4 高斯模糊参考案例

Android 图片高斯模糊解决方案:https://www.jianshu.com/p/02da487a2f43

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原始发表:2020年4月22日,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • Bitmap 与 Drawable 区别
  • 计算一张图片的大小
  • Bitmap的基本加载
  • 高效的加载Bitmap
  • 使用Bitmap时的一些注意事项
    • Bitmap recycler 相关
    • Bitmap一些其他用法
    • Bitmap与Drawable相互转换
      • Drawable 转换成 Bitmap
        • Bitmap 转换成 Drawable
          • Bitmap 转换成 byte[]
            • byte[] 转化成 Bitmap
              • Android 改变bitmap内部颜色
              • 高斯模糊
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