iOS中5種圖片縮略技術(shù)及性能的深入探討
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:
- Resize Image with Swift 4
- Image Resizing Techniques
- Resizing Techniques and Image Quality That Every iOS Developer Should Know
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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