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iOS中5種圖片縮略技術(shù)及性能的深入探討

 更新時(shí)間:2018年06月29日 08:32:05   作者:大神Q  
縮略圖是各位iOS開發(fā)者們?cè)谌粘9ぷ髦薪?jīng)常會(huì)遇到的一個(gè)需求,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于iOS中5種圖片縮略技術(shù)及性能的相關(guān)資料,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

前言

圖像是每個(gè)應(yīng)用程序不可缺少的一部分。調(diào)整圖像大小是所有開發(fā)人員經(jīng)常遇到的問題。iOS有5中圖片縮略技術(shù),但是我們應(yīng)該在項(xiàng)目中選擇哪種技術(shù)呢?尤其是面對(duì)高精度圖片的縮略時(shí),方式不當(dāng)可能會(huì)出現(xiàn)OOM?,F(xiàn)在我們開始一一去看看這5中圖片縮略技術(shù)吧,完整代碼在這里ImageResizing (本地下載)。

UIKit

UIGraphicsBeginImageContextWithOptions & UIImage -drawInRect:

用于圖像大小調(diào)整的最高級(jí)API可以在UIKit框架中找到。給定一個(gè)UIImage,可以使用臨時(shí)圖形上下文來渲染縮放版本。這種方式最簡單,效果也不錯(cuò),但我不太建議使用這種方式,至于原因會(huì)在最后講到。

extension UIImage {
 
 //UIKit
 func resizeUI(size: CGSize) -> UIImage? {
 
 let hasAlpha = false
 let scale: CGFloat = 0.0 // Automatically use scale factor of main screen
 
 /**
 創(chuàng)建一個(gè)圖片類型的上下文。調(diào)用UIGraphicsBeginImageContextWithOptions函數(shù)就可獲得用來處理圖片的圖形上下文。利用該上下文,你就可以在其上進(jìn)行繪圖,并生成圖片
 
 size:表示所要?jiǎng)?chuàng)建的圖片的尺寸
 opaque:表示這個(gè)圖層是否完全透明,如果圖形完全不用透明最好設(shè)置為YES以優(yōu)化位圖的存儲(chǔ),這樣可以讓圖層在渲染的時(shí)候效率更高
 scale:指定生成圖片的縮放因子,這個(gè)縮放因子與UIImage的scale屬性所指的含義是一致的。傳入0則表示讓圖片的縮放因子根據(jù)屏幕的分辨率而變化,所以我們得到的圖片不管是在單分辨率還是視網(wǎng)膜屏上看起來都會(huì)很好
 */
 UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(size, !hasAlpha, scale)
 self.draw(in: CGRect(origin: .zero, size: size))
 
 let resizedImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext()
 UIGraphicsEndImageContext()
 return resizedImage!
 }
}

CoreGraphics

CGBitmapContextCreate & CGContextDrawImage

CoreGraphics / Quartz 2D提供了一套較低級(jí)別的API,允許進(jìn)行更高級(jí)的配置。 給定一個(gè)CGImage,使用臨時(shí)位圖上下文來渲染縮放后的圖像。

使用CoreGraphics圖像的質(zhì)量與UIKit圖像相同。 至少我無法察覺到任何區(qū)別,并且imagediff也沒有任何區(qū)別。 表演只有不同之處。

extension UIImage {
 
 //CoreGraphics
 func resizeCG(size:CGSize) -> UIImage? {
 
 guard let cgImage = self.cgImage else { return nil }
 
 let bitsPerComponent = cgImage.bitsPerComponent
 let bytesPerRow = cgImage.bytesPerRow
 let colorSpace = cgImage.colorSpace
 let bitmapInfo = cgImage.bitmapInfo
 
 guard let context = CGContext(data: nil,
  width: Int(size.width),
  height: Int(size.height),
  bitsPerComponent: bitsPerComponent,
  bytesPerRow: bytesPerRow,
  space: colorSpace!,
  bitmapInfo: bitmapInfo.rawValue) else {
 return nil
 }
 
 context.interpolationQuality = .high
 
 context.draw(cgImage, in: CGRect(origin: .zero, size: size))
 
 let resizedImage = context.makeImage().flatMap {
 UIImage(cgImage: $0)
 }
 return resizedImage
 }
}


讓我們看看CoreGraphics圖片和原始圖片之間的差異。如果仔細(xì)觀察GIF,可以注意到圖像模糊。

ImageIO

CGImageSourceCreateThumbnailAtIndex

Image I / O是一個(gè)功能強(qiáng)大但鮮為人知的用于處理圖像的框架。 獨(dú)立于Core Graphics,它可以在許多不同格式之間讀取和寫入,訪問照片元數(shù)據(jù)以及執(zhí)行常見的圖像處理操作。 這個(gè)庫提供了該平臺(tái)上最快的圖像編碼器和解碼器,具有先進(jìn)的緩存機(jī)制,甚至可以逐步加載圖像。

extension UIImage {
 
 //ImageIO
 func resizeIO(size:CGSize) -> UIImage? {
 
 guard let data = UIImagePNGRepresentation(self) else { return nil }
 
 let maxPixelSize = max(size.width, size.height)
 
 //let imageSource = CGImageSourceCreateWithURL(url, nil)
 guard let imageSource = CGImageSourceCreateWithData(data as CFData, nil) else { return nil }
 
 //kCGImageSourceThumbnailMaxPixelSize為生成縮略圖的大小。當(dāng)設(shè)置為800,如果圖片本身大于800*600,則生成后圖片大小為800*600,如果源圖片為700*500,則生成圖片為800*500
 let options: [NSString: Any] = [
 kCGImageSourceThumbnailMaxPixelSize: maxPixelSize,
 kCGImageSourceCreateThumbnailFromImageAlways: true
 ]
 
 let resizedImage = CGImageSourceCreateImageAtIndex(imageSource, 0, options as CFDictionary).flatMap{
 UIImage(cgImage: $0)
 }
 return resizedImage
 }
}

CoreImage

CoreImage是IOS5中新加入的一個(gè)Objective-c的框架,里面提供了強(qiáng)大高效的圖像處理功能,用來對(duì)基于像素的圖像進(jìn)行操作與分析。IOS提供了很多強(qiáng)大的濾鏡(Filter),這些Filter提供了各種各樣的效果,并且還可以通過濾鏡鏈將各種效果的Filter疊加起來,形成強(qiáng)大的自定義效果,如果你對(duì)該效果不滿意,還可以子類化濾鏡。

extension UIImage {
 
 //CoreImage
 func resizeCI(size:CGSize) -> UIImage? {
 
 guard let cgImage = self.cgImage else { return nil }
 
 let scale = (Double)(size.width) / (Double)(self.size.width)
 
 let image = CIImage(cgImage: cgImage)
 
 let filter = CIFilter(name: "CILanczosScaleTransform")!
 filter.setValue(image, forKey: kCIInputImageKey)
 filter.setValue(NSNumber(value:scale), forKey: kCIInputScaleKey)
 filter.setValue(1.0, forKey:kCIInputAspectRatioKey)
 
 guard let outputImage = filter.value(forKey: kCIOutputImageKey) as? CIImage else { return nil}
 
 let context = CIContext(options: [kCIContextUseSoftwareRenderer: false])
 
 let resizedImage = context.createCGImage(outputImage, from: outputImage.extent).flatMap {
 UIImage(cgImage: $0)
 }
 return resizedImage
 }
}

可以注意到燈光看起來比它應(yīng)該更亮。 這個(gè)偽像出現(xiàn)在用CoreImage調(diào)整大小的所有圖像中。 一般來說,圖像看起來更清晰一些。

vImage

vImage可能是這幾種技術(shù)中被了解最少的,使用時(shí)需要 import Accelerate

使用CPU的矢量處理器處理大圖像。 強(qiáng)大的圖像處理功能,包括Core Graphics和Core Video互操作,格式轉(zhuǎn)換和圖像處理。

extension UIImage {
 
 //vImage
 func resizeVI(size:CGSize) -> UIImage? {
 
 guard let cgImage = self.cgImage else { return nil }
 
 var format = vImage_CGImageFormat(bitsPerComponent: 8, bitsPerPixel: 32, colorSpace: nil,
  bitmapInfo: CGBitmapInfo(rawValue: CGImageAlphaInfo.first.rawValue),
  version: 0, decode: nil, renderingIntent: .defaultIntent)
 
 var sourceBuffer = vImage_Buffer()
 defer {
 free(sourceBuffer.data)
 }
 
 var error = vImageBuffer_InitWithCGImage(&sourceBuffer, &format, nil, cgImage, numericCast(kvImageNoFlags))
 guard error == kvImageNoError else { return nil }
 
 // create a destination buffer
 let scale = self.scale
 let destWidth = Int(size.width)
 let destHeight = Int(size.height)
 let bytesPerPixel = cgImage.bitsPerPixel / 8
 let destBytesPerRow = destWidth * bytesPerPixel
 
 let destData = UnsafeMutablePointer<UInt8>.allocate(capacity: destHeight * destBytesPerRow)
 defer {
 destData.deallocate(capacity: destHeight * destBytesPerRow)
 }
 var destBuffer = vImage_Buffer(data: destData, height: vImagePixelCount(destHeight), width: vImagePixelCount(destWidth), rowBytes: destBytesPerRow)
 
 // scale the image
 error = vImageScale_ARGB8888(&sourceBuffer, &destBuffer, nil, numericCast(kvImageHighQualityResampling))
 guard error == kvImageNoError else { return nil }
 
 // create a CGImage from vImage_Buffer
 var destCGImage = vImageCreateCGImageFromBuffer(&destBuffer, &format, nil, nil, numericCast(kvImageNoFlags), &error)?.takeRetainedValue()
 guard error == kvImageNoError else { return nil }
 
 // create a UIImage
 let resizedImage = destCGImage.flatMap {
 UIImage(cgImage: $0, scale: 0.0, orientation: self.imageOrientation)
 }
 
 destCGImage = nil
 return resizedImage
 }
}

這個(gè)不是很流行并且文檔很少的小框架卻十分強(qiáng)大。 結(jié)果令人驚訝。這樣可以產(chǎn)生最佳效果,并且圖像清晰平衡。 沒有CG那么模糊,又不像CI那樣明亮的不自然。

以下是引用自方蘋果官方文檔

Lanczos重采樣方法通常比簡單的方法(如線性插值)產(chǎn)生更好的結(jié)果。 但是,Lanczos方法會(huì)在高頻信號(hào)的區(qū)域(例如線條藝術(shù))附近產(chǎn)生振鈴效應(yīng)。

5種技術(shù)表現(xiàn)對(duì)比

測試設(shè)備是系統(tǒng)為iOS8.4的iPhone6

JPEG

加載,縮放和顯示的大尺寸高分辨率圖片來自NASA Visible Earth,原圖(12000×12000像素,20 MB JPEG),縮放尺寸為1/10:


PNG

圖片來自Postgres.app Icon,原圖(1024 ⨉ 1024 px 1MB PNG),縮放尺寸為1/10:


通過上面測試可以看到Core Image表現(xiàn)最差。Core Graphics 和 Image I/O最好。實(shí)際上,在蘋果官方在 Performance Best Practices section of the Core Image Programming Guide 部分中特別推薦使用Core Graphics或Image I / O功能預(yù)先裁剪或縮小圖像。

其實(shí)微信最早是使用UIKit,后來改使用ImageIO。

UIKit處理大分辨率圖片時(shí),往往容易出現(xiàn)OOM,原因是-[UIImage drawInRect:]在繪制時(shí),先解碼圖片,再生成原始分辨率大小的bitmap,這是很耗內(nèi)存的。解決方法是使用更低層的ImageIO接口,避免中間bitmap產(chǎn)生。
所以最后我比較建議和微信一樣使用ImageIO。

以上所有測試資料均來自以下參考文章

參考文章:

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了,希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,如果有疑問大家可以留言交流,謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

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