【Android 内存优化】Bitmap 图像尺寸缩小 ( 考虑像素密度、针对从不同像素密度资源中解码对应的 Bitmap 对象 | inDensity | inTargetDensity )

文章目录

  • 一、像素密度对解码图片的影响
  • 二、不考虑像素密度会导致图片缩小尺寸不准确
  • 三、DisplayMetrics 源码阅读、研究手机资源获取规则
  • 四、像素密度参数设置取值 ( inDensity | inTargetDensity | setDensity )
  • 五、inDensity 与 inTargetDensity 设置
  • 六、新的图片缩小工具类代码 ( 在原基础上添加了像素密度控制 )
  • 七、GitHub 地址





一、像素密度对解码图片的影响



在之前讲内存占用的博客中 【Android 内存优化】Bitmap 内存占用计算 ( Bitmap 图片内存占用分析 | Bitmap 内存占用计算 | Bitmap 不同像素密度间的转换 ) , 讲到从不同的像素密度资源中获取图片 , 其解码后的大小不同 ;


在上述博客最后从不同像素密度 , 加载 1990 x 1020 大小的图片 , 解码出来分别是如下结果 :

  • hdpi : 宽 3483 , 高 1785 , 占用内存 24868620 字节 ;
  • mdpi : 宽 5224 , 高 2678 , 占用内存 55959488 字节 ; 从 drawable 默认目录中读取也是这个配置 ;
  • xhdpi : 宽 2612 , 高 1339 , 占用内存 13989872 字节 ;
  • xxhdpi : 宽 1741 , 高 893 , 占用内存 6218852 字节 ;
  • xxxhdpi : 宽 1306 , 高 669 , 占用内存 3494856 字节 ;

详细的计算过程查看上述博客 , 这里不再详述 ;


Bitmap 解码尺寸计算公式如下 :

=×加载到内存中的宽或高像素值 = 实际宽或高像素值 \times \dfrac{本机像素密度}{图片存放的目录对应的像素密度}





二、不考虑像素密度会导致图片缩小尺寸不准确



目前 R.drawable.blog 图片在 drawable 目录中存放 , 其代表的像素密度前缀是 mdpi ;

从该 drawable 目录中读取的资源 densityDpi 值为 DENSITY_MEDIUM = 160, 当前的 Pixel 2 手机屏幕密度 density = 2.625 , 屏幕像素密度 densityDpi = 420 ;

在博客 【Android 内存优化】Bitmap 图像尺寸缩小 ( 设置 Options 参数 | inJustDecodeBounds | inSampleSize | 工具类实现 ) 中出现如下问题 :

明明在代码中设置了宽高最大值时 100 x 100 , 解码出来的图片居然是 , 程序解析错了 ?

        Bitmap reduceSizeBitmap = BitmapSizeReduce.getResizedBitmap(this, R.drawable.blog,
                100, 100 , false , null);

解码结果 : 解码出来的宽度 163 像素 , 高度 81 像素 , 明显出现问题了 ;

2020-06-30 22:04:22.959 3766-3766/? I/Bitmap: blog : 5224 , 2678 , 55959488
2020-06-30 22:04:22.960 3766-3766/? W/BitmapSizeReduce: getResizedBitmap inSampleSize=32
2020-06-30 22:04:22.980 3766-3766/? I/Bitmap: reduceSizeBitmap : 163 , 81 , 26406

原因说明 :

在设置了 options.inJustDecodeBounds = true 选项后 , 使用 BitmapFactory.decodeResource(resources, iamgeResId, options) 解码出的图片参数 , 是图片的实际参数 , 即 1990 x 1020 , 此时按照该实际参数进行了图片解码 , 计算图片缩小值 inSampleSize = 32 , 此时是可以将图片宽高都缩小到 100 的 , 缩小后的图片宽高是 62 x 32 ;


如果从真实的图像解码 , 会将像素密度解码考虑进去 , 这里从 mdpi 资源中解码图片 , 实际的解码出来的大小是 5224 x 2678 , 如果将该值缩小 32 倍 , 肯定无法到达宽高都小于 100 像素 , 这里得到的图片大小事 163 x 81 ;





三、DisplayMetrics 源码阅读、研究手机资源获取规则



仔细阅读 DisplayMetrics 中的代码 , 可以看到不同像素密度的手机的资源来源 , 基本上是获取其向上取整屏幕密度的资源 , 如果当前手机 densityDpi = 420 , 其处于 DENSITY_XHIGH 与 DENSITY_XXHIGH 之间 , 那么就会优先读取 DENSITY_XXHIGH 对应 xxhdpi 中的资源 , 这也是为了保证图片清晰度设定的策略 ;


规则 : 当手机的屏幕像素密度处于两个标准量化值之间 , 那么会自动选取高的标准量化值对应的资源缩小后使用 ;


public class DisplayMetrics {
	// 低密度屏幕标准量化值 , 对应 ldpi , 现在基本不使用
    public static final int DENSITY_LOW = 120;
    
    // DENSITY_LOW 与 DENSITY_MEDIUM 之间的密度  
    // 应用程序中不用考虑为这些像素密度准备资源  
    // 该密度的手机由系统自动缩放 DENSITY_MEDIUM 对应的资源使用
    public static final int DENSITY_140 = 140;
	
	// 中等密度屏幕标准量化值 , 对应 mdpi 
    public static final int DENSITY_MEDIUM = 160;	
    
    // DENSITY_MEDIUM 与 DENSITY_HIGH 之间的密度  
    // 应用程序中不用考虑为这些像素密度准备资源   
    // 该密度的手机由系统自动缩放 DENSITY_HIGH 对应的资源使用
    public static final int DENSITY_180 = 180;		
    public static final int DENSITY_200 = 200;
    public static final int DENSITY_TV = 213;
    public static final int DENSITY_220 = 220;

	// 高密度屏幕标准量化值 , 对应 hdpi 
    public static final int DENSITY_HIGH = 240;

    // DENSITY_HIGH 与 DENSITY_XHIGH 之间的密度 
    // 应用程序中不用考虑为这些像素密度准备资源  
    // 该密度的手机由系统自动缩放 DENSITY_XHIGH  对应的资源使用
    public static final int DENSITY_260 = 260;
    public static final int DENSITY_280 = 280;
    public static final int DENSITY_300 = 300;

	// 超高密度屏幕标准量化值 , 对应 xhdpi 
    public static final int DENSITY_XHIGH = 320;

    // DENSITY_XHIGH 与 DENSITY_XXHIGH 之间的密度 
    // 应用程序中不用考虑为这些像素密度准备资源  
    // 该密度的手机由系统自动缩放 DENSITY_XXHIGH 对应的资源使用
    public static final int DENSITY_340 = 340;
    public static final int DENSITY_360 = 360;
    public static final int DENSITY_400 = 400;
    public static final int DENSITY_420 = 420;
    public static final int DENSITY_440 = 440;
    public static final int DENSITY_450 = 450;

	// 超超高密度屏幕标准量化值 , 对应 xxhdpi 
    public static final int DENSITY_XXHIGH = 480;

    // DENSITY_XXHIGH 与 DENSITY_XXXHIGH 之间的密度 
    // 应用程序中不用考虑为这些像素密度准备资源  
    // 该密度的手机由系统自动缩放 DENSITY_XXXHIGH 对应的资源使用
    public static final int DENSITY_560 = 560;
    public static final int DENSITY_600 = 600;

	// 超超超高密度屏幕标准量化值 , 对应 xxxhdpi 
    public static final int DENSITY_XXXHIGH = 640;

    public static final int DENSITY_DEFAULT = DENSITY_MEDIUM;
    public static final float DENSITY_DEFAULT_SCALE = 1.0f / DENSITY_DEFAULT;
    public static int DENSITY_DEVICE = getDeviceDensity();
    public static final int DENSITY_DEVICE_STABLE = getDeviceDensity();

	// 省略一万行代码 ... 
}




四、像素密度参数设置取值 ( inDensity | inTargetDensity | setDensity )



在 Bitmap 操作过程中 , 需要设置一系列与像素密度相关的取值 , 如 inDensity , inTargetDensity , setDensity 等值 ;

这些值设置的是 densityDpi 值 , 定义在 DisplayMetrics 中 ;

就是上述的 DENSITY_LOW 到 DENSITY_XXXHIGH 之间的一系列常量值 , 取值范围 120 ~ 640 ;





五、inDensity 与 inTargetDensity 设置



这两个值都是 BitmapFactory.Options 中设置的值 ;


① inDensity 像素密度值 : 设置该值会导致被返回的图像会被强制设置一个像素密度值 , 相当于设置了图片来自于哪个像素密度的资源 ;

② inTargetDensity 目标像素密度值 : 表示要缩放到的目标图像像素密度值 , 该值需要结合 inScaled 值使用 , 如果同时设置了 inScaled = true , 和 inDensity 像素密度值 , 在图像返回时 , 会自动将图像按照 inDensity 向 inTargetDensity 缩放 ;

        // 设置图片的来源方向的像素密度 , 如设置 
        options.inDensity = decodeDensityDpi;
        // 设置图片的目标方向的像素密度
        options.inTargetDensity = decodeDensityDpi;
        // 设置图片解码可缩放 , 该配置与上述两个配置结合使用
        options.inScaled = true;




六、新的图片缩小工具类代码 ( 在原基础上添加了像素密度控制 )



package kim.hsl.bm.utils;

import android.content.Context;
import android.content.res.Resources;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.util.Log;

/**
 * Bitmap 尺寸缩小
 */
public class BitmapSizeReduce {
    private static final String TAG = "BitmapSizeReduce";

    /**
     * 获取指定尺寸于鏊求的 Bitmap 对象
     * 该方法有缺陷 , 计算值的时候没有考虑像素密度
     * 如果从不同像素密度的资源文件中加载
     * 可能计算出的值与指定的 maxBitmapWidth maxBitmapHeight 略有出入
     *
     * @param context           上下文对象
     * @param iamgeResId        要解析的图片资源 id
     * @param maxBitmapWidth    Bitmap 的最大宽度
     * @param maxBitmapHeight   Bitmap 的最大高度
     * @param hasAlphaChannel   是否包含 ALPHA 通道, 即透明度信息
     * @param inBitmap          复用的 Bitmap, 将新的 Bitmap 对象解析到该 Bitmap 内存中
     * @return  返回新的 Bitmap 对象
     */
    public static Bitmap getResizedBitmap(Context context,
                                          int iamgeResId, int maxBitmapWidth, int maxBitmapHeight,
                                          boolean hasAlphaChannel, Bitmap inBitmap){

        // 0. 声明方法中使用的局部变量

        // 用于解析资源
        Resources resources = context.getResources();
        // 为图像指定解码的 像素密度
        int decodeDensityDpi = resources.getDisplayMetrics().densityDpi;
        // Bitmap 图片加载选项
        BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        // 图片宽度
        int imageWidth;
        // 图片高度
        int imageHeight;
        /*
            根据 图片宽度 imageWidth , 图片高度 imageHeight ,
            最大宽度 maxBitmapWidth , 最大高度 maxBitmapHeight ,
            计算出的图片缩放系数 , 该值最终要设置到 BitmapFactory.Options 对象中
         */
        int inSampleSize = 1;

        // 1. 解析图片参数 : 该阶段不解析所有的数据 , 否则会将实际的图片数据解析到内存中 , 这里只解析图片的宽高信息

        /*
            设置 inJustDecodeBounds 为 true , 解析器会返回 null
            但是 outXxx 字段会被设置对应的图片属性值 ,
            如 : outWidth 输出图像的 宽度 , outHeight 输出高度 , outMimeType 输出类型 ,
            outConfig 像素格式 , outColorSpace 输出颜色空间
         */
        options.inJustDecodeBounds = true;

        // 设置图片的来源方向的像素密度 , 如设置
        options.inDensity = decodeDensityDpi;
        // 设置图片的目标方向的像素密度
        options.inTargetDensity = decodeDensityDpi;
        // 设置图片解码可缩放 , 该配置与上述两个配置结合使用
        options.inScaled = true;

        /*
            由于设置了 inJustDecodeBounds = true , 该方法返回值为空 ;
            但是传入的 BitmapFactory.Options 对象中的 outXxx 字段都会被赋值 ;
            如 outWidth , outHeight , outConfig , outColorSpace 等 ;
            可以获取该图片的宽高 , 像素格式 , 颜色空间等信息
         */
        BitmapFactory.decodeResource(resources, iamgeResId, options);

        // 获取 iamgeResId 图片资源对应的图片宽度
        imageWidth = options.outWidth;
        // 获取 iamgeResId 图片资源对应的图片高度
        imageHeight = options.outHeight;
        // 打印解码后的宽高值
        Log.w(TAG, "getResizedBitmap options.outWidth=" + options.outWidth +
                " , options.outHeight=" + options.outHeight);



        // 2. 计算图片缩小比例

        /*
            计算缩小的比例
            宽度和高度只要存在一个大于限定的最大值时 , 就进行缩小操作
            要求指定的图片必须能放到 maxBitmapWidth 宽度 , maxBitmapHeight 高度的矩形框中
            最终要求就是 宽度必须小于 maxBitmapWidth, 同时高度也要小于 maxBitmapHeight
         */
        if(imageWidth > maxBitmapWidth || imageHeight > maxBitmapHeight){
            // 如果需要启动缩小功能 , 那么进入如下循环 , 试探最小的缩放比例是多少
            while ( imageWidth / inSampleSize > maxBitmapWidth ||
                    imageHeight / inSampleSize > maxBitmapHeight ){
                // 注意该值必须是 2 的幂次方值 , 1 , 2 , 4 , 8 , 16 , 32 , 64
                inSampleSize = inSampleSize * 2;
            }

            // 执行到此处 , 说明已经找到了最小的缩放比例 , 打印下最小比例
            Log.w(TAG, "getResizedBitmap inSampleSize=" + inSampleSize);
        }


        // 3. 设置图像解码参数

        /*
            inSampleSize 设置大于 1 : 如果值大于 1 , 那么就会缩小图片 ;
            解码器操作 : 此时解码器对原始的图片数据进行子采样 , 返回较小的 Bitmap 对象 ;

            样本个数 : 样本的大小是在两个维度计算的像素个数 , 每个像素对应一个解码后的图片中的单独的像素点 ;
            样本个数计算示例 :
            如果 inSampleSize 值为 2 , 那么宽度的像素个数会缩小 2 倍 , 高度也会缩小两倍 ;
            整体像素个数缩小 4 倍 , 内存也缩小了 4 倍 ;

            小于 1 取值 : 如果取值小于 1 , 那么就会被当做 1 , 1 相当于 2 的 0 次方 ;
            取值要求 : 该值必须是 2 的幂次方值 , 2 的次方值 , 如 1 , 2 , 4 , 8 , 16 , 32
            如果出现了不合法的值 , 就会就近四舍五入到最近的 2 的幂次方值
         */
        options.inSampleSize = inSampleSize;

        // 用户设置的是否保留透明度选项 , 如果不保留透明度选项 , 设置像素格式为 RGB_565
        // 每个像素占 2 字节内存
        if (!hasAlphaChannel){
            /*
                指定配置解码 : 如果配置为非空 , 解码器会将 Bitmap 的像素解码成该指定的非空像素格式 ;
                自动匹配配置解码 : 如果该配置为空 , 或者像素配置无法满足 , 解码器会尝试根据系统的屏幕深度 ,
                源图像的特点 , 选择合适的像素格式 ;
                如果源图像有透明度通道 , 那么自动匹配的默认配置也有对应通道 ;
                默认配置 : 默认使用 ARGB_8888 进行解码
             */
            options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
        }

        /*
            注意解码真实图像的时候 , 要将 inJustDecodeBounds 设置为 false
            否则将不会解码 Bitmap 数据 , 只会将
            outWidth , outHeight , outConfig , outColorSpace 等 outXxx 图片参数解码出来
         */
        options.inJustDecodeBounds = false;

        /*
            设置图片可以被复用
         */
        options.inMutable = true;

        /*
            如果设置了一个 Bitmap 对象给 inBitmap 参数
            解码方法会获取该 Bitmap 对象 , 当加载图片内容时 , 会尝试复用该 Bitmap 对象的内存

            如果解码方法无法复用该 Bitmap 对象 , 解码方法可能会抛出 IllegalArgumentException 异常 ;
            当前的实现是很有必要的 , 被复用的图片必须是可变的 , 解码后的 Bitmap 对象也是可变的 ,
            即使当解码一个资源图片时 , 经常会得到一个不可变的 Bitmap 对象 ;

            确保是否解码成功 :
            该解码方法返回的 Bitmap 对象是可以使用的 ,
            鉴于上述约束情况 和 可能发生的失败故障 , 不能假定该图片解码操作是成功的 ;

            检查解码返回的 Bitmap 对象是否与设置给 Options 对象的 inBitmap 相匹配 ,
            来判断该 inBitmap 是否被复用 ;

            不管有没有复用成功 , 你应该使用解码函数返回的 Bitmap 对象 , 保证程序的正常运行 ;

            与 BitmapFactory 配合使用 :

            在 KITKAT 以后的代码中 , 只要被解码生成的 Bitmap 对象的字节大小 ( 缩放后的 )
            小于等于 inBitmap 的字节大小 , 就可以复用成功 ;

            在 KITKAT 之前的代码中 , 被解码的图像必须是
            JPEG 或 PNG 格式 ,
            并且 图像大小必须是相等的 ,
            inssampleSize 设置为 1 ,
            才能复用成功 ;
            另外被复用的图像的 像素格式 Config ( 如 RGB_565 ) 会覆盖设置的 inPreferredConfig 参数
         */
        options.inBitmap = inBitmap;


        // 4. 解码图片 , 并返回被解码的图片

        return BitmapFactory.decodeResource(resources, iamgeResId, options);
    }

}

执行结果 :

2020-07-01 11:17:31.389 12350-12350/kim.hsl.bm I/Bitmap: blog : 5224 , 2678 , 55959488
2020-07-01 11:17:31.390 12350-12350/kim.hsl.bm W/BitmapSizeReduce: getResizedBitmap options.outWidth=1990 , options.outHeight=1020
2020-07-01 11:17:31.390 12350-12350/kim.hsl.bm W/BitmapSizeReduce: getResizedBitmap inSampleSize=32
2020-07-01 11:17:31.413 12350-12350/kim.hsl.bm I/Bitmap: reduceSizeBitmap : 62 , 31 , 3844

顺利将图片的宽高都缩小为 100 像素以下 ;





七、GitHub 地址



BitmapMemory

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