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如何用JS有效的壓縮圖片

 更新時(shí)間:2021年05月19日 14:27:45   作者:華為云開發(fā)者社區(qū)  
JavaScript操作壓縮圖片原理不難,已有成熟 API,然而在實(shí)際輸出壓縮后結(jié)果卻總有意外,有些圖片竟會越壓縮越大,加之終端(手機(jī))類型眾多,有些手機(jī)壓縮圖片甚至變黑。本文將一步一步解決此類問題

前言

公司的移動端業(yè)務(wù)需要在用戶上傳圖片是由前端壓縮圖片大小,再上傳到服務(wù)器,這樣可以減少移動端上行流量,減少用戶上傳等待時(shí)長,優(yōu)化用戶體驗(yàn)。

插播一下,本文案例已整理成插件,已上傳npm ,可通過 npm install js-image-compressor -D 安裝使用,可以從github 下載。

所以本文將試圖解決如下問題:

  • 弄清 Image 對象、data URL、Canvas 和 File(Blob)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系;
  • 圖片壓縮關(guān)鍵技巧;
  • 超大圖片壓縮黑屏問題。

轉(zhuǎn)化關(guān)系

在實(shí)際應(yīng)用中有可能使用的情境:大多時(shí)候我們直接讀取用戶上傳的 File 對象,讀寫到畫布(canvas)上,利用 Canvas 的 API 進(jìn)行壓縮,完成壓縮之后再轉(zhuǎn)成 File(Blob) 對象,上傳到遠(yuǎn)程圖片服務(wù)器;不妨有時(shí)候我們也需要將一個(gè) base64 字符串壓縮之后再變?yōu)?base64 字符串傳入到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫或者再轉(zhuǎn)成 File(Blob) 對象。一般的,它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:

具體實(shí)現(xiàn)

下面將按照轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中的轉(zhuǎn)化方法一一實(shí)現(xiàn)。

file2DataUrl(file, callback)

用戶通過頁面標(biāo)簽 <input type="file" /> 上傳的本地圖片直接轉(zhuǎn)化date URL字符串形式??梢允褂肍ileReader 文件讀取構(gòu)造函數(shù)。FileReader 對象允許 Web 應(yīng)用程序異步讀取存儲在計(jì)算機(jī)上的文件(或原始數(shù)據(jù)緩沖區(qū))的內(nèi)容,使用File或Blob 對象指定要讀取的文件或數(shù)據(jù)。該實(shí)例方法 readAsDataURL 讀取文件內(nèi)容并轉(zhuǎn)化成 base64 字符串。在讀取完后,在實(shí)例屬性 result 上可獲取文件內(nèi)容。

function file2DataUrl(file, callback) {
 var reader = new FileReader();
  reader.onload = function () {
    callback(reader.result);
  };
  reader.readAsDataURL(file);
}

Data URL 由四個(gè)部分組成:前綴(data:)、指示數(shù)據(jù)類型的 MIME 類型、如果非文本則為可選的 base64 標(biāo)記、數(shù)據(jù)本身:

data:<mediatype>,<data>

比如一張 png 格式圖片,轉(zhuǎn)化為 base64 字符串形式:data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAQAAAAEACAYAAABccqhmAAAgAElEQVR4XuxdB5g。

file2Image(file, callback)

若想將用戶通過本地上傳的圖片放入緩存并 img 標(biāo)簽顯示出來,除了可以利用以上方法轉(zhuǎn)化成的 base64 字符串作為圖片 src,還可以直接用 URL 對象,引用保存在 File 和 Blob 中數(shù)據(jù)的 URL。使用對象 URL 的好處是可以不必把文件內(nèi)容讀取到 JavaScript 中 而直接使用文件內(nèi)容。為此,只要在需要文件內(nèi)容的地方提供對象 URL 即可。

function file2Image(file, callback) {
 var image = new Image();
 var URL = window.webkitURL || window.URL;
 if (URL) {
 var url = URL.createObjectURL(file);
    image.onload = function() {
      callback(image);
      URL.revokeObjectURL(url);
    };
    image.src = url;
  } else {
    inputFile2DataUrl(file, function(dataUrl) {
      image.onload = function() {
        callback(image);
      }
      image.src = dataUrl;
    });
  }
}

注意:要創(chuàng)建對象 URL,可以使用 window.URL.createObjectURL() 方法,并傳入 File 或 Blob 對象。如果不再需要相應(yīng)數(shù)據(jù),最好釋放它占用的內(nèi)容。但只要有代碼在引用對象 URL,內(nèi)存就不會釋放。要手工釋放內(nèi)存,可以把對象 URL 傳給 URL.revokeObjectURL()。

url2Image(url, callback)

通過圖片鏈接(url)獲取圖片 Image 對象,由于圖片加載是異步的,因此放到回調(diào)函數(shù) callback 回傳獲取到的 Image 對象。

function url2Image(url, callback) {
 var image = new Image();
  image.src = url;
  image.onload = function() {
    callback(image);
  }
}

image2Canvas(image)

利用drawlmage() 方法將 Image 對象繪畫在 Canvas 對象上。

drawImage 有三種語法形式:

void ctx.drawImage(image, dx, dy);

void ctx.drawImage(image, dx, dy, dWidth, dHeight);

void ctx.drawImage(image, sx, sy, sWidth, sHeight, dx, dy, dWidth, dHeight);

參數(shù):

image 繪制到上下文的元素;

sx 繪制選擇框左上角以 Image 為基準(zhǔn) X 軸坐標(biāo);

sy 繪制選擇框左上角以 Image 為基準(zhǔn) Y 軸坐標(biāo);

sWidth 繪制選擇框?qū)挾龋?/p>

sHeight 繪制選擇框?qū)挾龋?/p>

dx Image 的左上角在目標(biāo) canvas 上 X 軸坐標(biāo);

dy Image 的左上角在目標(biāo) canvas 上 Y 軸坐標(biāo);

dWidth Image 在目標(biāo) canvas 上繪制的寬度;

dHeight Image 在目標(biāo) canvas 上繪制的高度;

function image2Canvas(image) {
 var canvas = document.createElement('canvas');
 var ctx = canvas.getContext('2d');
  canvas.width = image.naturalWidth;
  canvas.height = image.naturalHeight;
  ctx.drawImage(image, 0, 0, canvas.width, canvas.height);
 return canvas;
}

canvas2DataUrl(canvas, quality, type)

HTMLCanvasElement 對象有 toDataURL(type, encoderOptions) 方法,返回一個(gè)包含圖片展示的data URL 。同時(shí)可以指定輸出格式和質(zhì)量。

參數(shù)分別為:

type 圖片格式,默認(rèn)為 image/png。

encoderOptions在指定圖片格式為 image/jpeg 或 image/webp 的情況下,可以從 0 到 1 的區(qū)間內(nèi)選擇圖片的質(zhì)量。如果超出取值范圍,將會使用默認(rèn)值 0.92,其他參數(shù)會被忽略。

function canvas2DataUrl(canvas, quality, type) {
 return canvas.toDataURL(type || 'image/jpeg', quality || 0.8);
}

dataUrl2Image(dataUrl, callback)

圖片鏈接也可以是 base64 字符串,直接賦值給 Image 對象 src 即可。

function dataUrl2Image(dataUrl, callback) {
 var image = new Image();
  image.onload = function() {
    callback(image);
  };
  image.src = dataUrl;
}

dataUrl2Blob(dataUrl, type)

將 data URL 字符串轉(zhuǎn)化為 Blob 對象。主要思路是:先將 data URL 數(shù)據(jù)(data) 部分提取出來,用 atob 對經(jīng)過 base64 編碼的字符串進(jìn)行解碼,再轉(zhuǎn)化成 Unicode 編碼,存儲在Uint8Array(8位無符號整型數(shù)組,每個(gè)元素是一個(gè)字節(jié)) 類型數(shù)組,最終轉(zhuǎn)化成 Blob 對象。

function dataUrl2Blob(dataUrl, type) {
 var data = dataUrl.split(',')[1];
 var mimePattern = /^data:(.*?)(;base64)?,/;
 var mime = dataUrl.match(mimePattern)[1];
 var binStr = atob(data);
 var arr = new Uint8Array(len);

 for (var i = 0; i < len; i++) {
    arr[i] = binStr.charCodeAt(i);
  }
 return new Blob([arr], {type: type || mime});
}

canvas2Blob(canvas, callback, quality, type)

HTMLCanvasElement 有toBlob(callback, [type], [encoderOptions])方法創(chuàng)造 Blob 對象,用以展示 canvas 上的圖片;這個(gè)圖片文件可以被緩存或保存到本地,由用戶代理端自行決定。第二個(gè)參數(shù)指定圖片格式,如不特別指明,圖片的類型默認(rèn)為 image/png,分辨率為 96dpi。第三個(gè)參數(shù)用于針對image/jpeg 格式的圖片進(jìn)行輸出圖片的質(zhì)量設(shè)置。

function canvas2Blob(canvas, callback, quality, type){
  canvas.toBlob(function(blob) {
    callback(blob);
  }, type || 'image/jpeg', quality || 0.8);
}

為兼容低版本瀏覽器,作為 toBlob 的 polyfill 方案,可以用上面 data URL 生成 Blob 方法 dataUrl2Blob 作為HTMLCanvasElement 原型方法。

if (!HTMLCanvasElement.prototype.toBlob) {
 Object.defineProperty(HTMLCanvasElement.prototype, 'toBlob', {
  value: function (callback, type, quality) {
 let dataUrl = this.toDataURL(type, quality);
    callback(dataUrl2Blob(dataUrl));
  }
 });
}

blob2DataUrl(blob, callback)

將 Blob 對象轉(zhuǎn)化成 data URL 數(shù)據(jù),由于 FileReader 的實(shí)例 readAsDataURL 方法不僅支持讀取文件,還支持讀取 Blob 對象數(shù)據(jù),這里復(fù)用上面 file2DataUrl 方法即可:

function blob2DataUrl(blob, callback) {
  file2DataUrl(blob, callback);
}

blob2Image(blob, callback)

將 Blob 對象轉(zhuǎn)化成 Image 對象,可通過 URL 對象引用文件,也支持引用 Blob 這樣的類文件對象,同樣,這里復(fù)用上面 file2Image 方法即可:

function blob2Image(blob, callback) {
  file2Image(blob, callback);
}

upload(url, file, callback)

上傳圖片(已壓縮),可以使用 FormData 傳入文件對象,通過 XHR 直接把文件上傳到服務(wù)器。

function upload(url, file, callback) {
 var xhr = new XMLHttpRequest();
 var fd = new FormData();
  fd.append('file', file);
  xhr.onreadystatechange = function () {
 if (xhr.readyState === 4 && xhr.status === 200) {
 // 上傳成功
      callback && callback(xhr.responseText);
    } else {
 throw new Error(xhr);
    }
  }
  xhr.open('POST', url, true);
  xhr.send(fd);
}

也可以使用 FileReader 讀取文件內(nèi)容,轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制上傳

function upload(url, file) {
 var reader = new FileReader();
 var xhr = new XMLHttpRequest();

  xhr.open('POST', url, true);
  xhr.overrideMimeType('text/plain; charset=x-user-defined-binary');

  reader.onload = function() {
    xhr.send(reader.result);
  };
  reader.readAsBinaryString(file);
}

實(shí)現(xiàn)簡易圖片壓縮

在熟悉以上各種圖片轉(zhuǎn)化方法的具體實(shí)現(xiàn),將它們封裝在一個(gè)公用對象 util 里,再結(jié)合壓縮轉(zhuǎn)化流程圖,這里我們可以簡單實(shí)現(xiàn)圖片壓縮了:
首先將上傳圖片轉(zhuǎn)化成 Image 對象,再將寫入到 Canvas 畫布,最后由 Canvas 對象 API 對圖片的大小和尺寸輸出調(diào)整,實(shí)現(xiàn)壓縮目的。

/**
 * 簡易圖片壓縮方法
 * @param {Object} options 相關(guān)參數(shù)
 */
(function (win) {
 var REGEXP_IMAGE_TYPE = /^image\//;
 var util = {};
 var defaultOptions = {
    file: null,
    quality: 0.8
  };
 var isFunc = function (fn) { return typeof fn === 'function'; };
 var isImageType = function (value) { return REGEXP_IMAGE_TYPE.test(value); };

 /**
   * 簡易圖片壓縮構(gòu)造函數(shù)
   * @param {Object} options 相關(guān)參數(shù)
   */
 function SimpleImageCompressor(options) {
    options = Object.assign({}, defaultOptions, options);
 this.options = options;
 this.file = options.file;
 this.init();
  }

 var _proto = SimpleImageCompressor.prototype;
  win.SimpleImageCompressor = SimpleImageCompressor;

 /**
   * 初始化
   */
  _proto.init = function init() {
 var _this = this;
 var file = this.file;
 var options = this.options;

 if (!file || !isImageType(file.type)) {
      console.error('請上傳圖片文件!');
 return;
    }

 if (!isImageType(options.mimeType)) {
      options.mimeType = file.type;
    }

    util.file2Image(file, function (img) {
 var canvas = util.image2Canvas(img);
      file.width = img.naturalWidth;
      file.height = img.naturalHeight;
      _this.beforeCompress(file, canvas);

      util.canvas2Blob(canvas, function (blob) {
        blob.width = canvas.width;
        blob.height = canvas.height;
        options.success && options.success(blob);
      }, options.quality, options.mimeType)
    })
  }

 /**
   * 壓縮之前,讀取圖片之后鉤子函數(shù)
   */
  _proto.beforeCompress = function beforeCompress() {
 if (isFunc(this.options.beforeCompress)) {
 this.options.beforeCompress(this.file);
    }
  }

 // 省略 `util` 公用方法定義
 // ...

 // 將 `util` 公用方法添加到實(shí)例的靜態(tài)屬性上
 for (key in util) {
 if (util.hasOwnProperty(key)) {
      SimpleImageCompressor[key] = util[key];
    }
  }
})(window)

這個(gè)簡易圖片壓縮方法調(diào)用和入?yún)ⅲ?/p>

var fileEle = document.getElementById('file');

fileEle.addEventListener('change', function () {
  file = this.files[0];

 var options = {
    file: file,
    quality: 0.6,
    mimeType: 'image/jpeg',
 // 壓縮前回調(diào)
    beforeCompress: function (result) {
      console.log('壓縮之前圖片尺寸大小: ', result.size);
      console.log('mime 類型: ', result.type);
 // 將上傳圖片在頁面預(yù)覽
 // SimpleImageCompressor.file2DataUrl(result, function (url) {
 //   document.getElementById('origin').src = url;
 // })
    },
 // 壓縮成功回調(diào)
    success: function (result) {
      console.log('壓縮之后圖片尺寸大小: ', result.size);
      console.log('mime 類型: ', result.type);
      console.log('壓縮率: ', (result.size / file.size * 100).toFixed(2) + '%');

 // 生成壓縮后圖片在頁面展示
 // SimpleImageCompressor.file2DataUrl(result, function (url) {
 //   document.getElementById('output').src = url;
 // })

 // 上傳到遠(yuǎn)程服務(wù)器
 // SimpleImageCompressor.upload('/upload.png', result);
    }
  };

 new SimpleImageCompressor(options);
}, false);

如果看到這里的客官不嫌棄這個(gè) demo 太簡單可以戳這里試試水。如果你有足夠的耐心多傳幾種類型圖片就會發(fā)現(xiàn)還存在如下問題:

壓縮輸出圖片寸尺固定為原始圖片尺寸大小,而實(shí)際可能需要控制輸出圖片尺寸,同時(shí)達(dá)到尺寸也被壓縮目的;

png 格式圖片同格式壓縮,壓縮率不高,還有可能出現(xiàn)“不減反增”現(xiàn)象;

有些情況,其他格式轉(zhuǎn)化成 png 格式也會出現(xiàn)“不減反增”現(xiàn)象;

大尺寸 png 格式圖片在一些手機(jī)上,壓縮后出現(xiàn)“黑屏”現(xiàn)象;

改進(jìn)版圖片壓縮

俗話說“羅馬不是一天建成的”,通過上述實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)了很多不足,下面將逐條問題分析,尋求解決方案。

壓縮輸出圖片寸尺固定為原始圖片尺寸大小,而實(shí)際可能需要控制輸出圖片尺寸,同時(shí)達(dá)到尺寸也被壓縮目的;

為了避免壓縮圖片變形,一般采用等比縮放,首先要計(jì)算出原始圖片寬高比 aspectRatio,用戶設(shè)置的高乘以 aspectRatio,得出等比縮放后的寬,若比用戶設(shè)置寬的小,則用戶設(shè)置的高為為基準(zhǔn)縮放,否則以寬為基準(zhǔn)縮放。

var aspectRatio = naturalWidth / naturalHeight;
var width = Math.max(options.width, 0) || naturalWidth;
var height = Math.max(options.height, 0) || naturalHeight;
if (height * aspectRatio > width) {
  height = width / aspectRatio;
} else {
  width = height * aspectRatio;
}

輸出圖片的尺寸確定了,接下來就是按這個(gè)尺寸創(chuàng)建一個(gè) Canvas 畫布,將圖片畫上去。這里可以將上面提到的 image2Canvas 方法稍微做一下改造:

function image2Canvas(image, destWidth, destHeight) {
 var canvas = document.createElement('canvas');
 var ctx = canvas.getContext('2d');
  canvas.width = destWidth || image.naturalWidth;
  canvas.height = destHeight || image.naturalHeight;
  ctx.drawImage(image, 0, 0, canvas.width, canvas.height);
 return canvas;
}

png 格式圖片同格式壓縮,壓縮率不高,還有可能出現(xiàn)“不減反增”現(xiàn)象

一般的,不建議將 png 格式圖片壓縮成自身格式,這樣壓縮率不理想,有時(shí)反而會造成自身質(zhì)量變得更大。

因?yàn)槲覀冊凇熬唧w實(shí)現(xiàn)”中兩個(gè)有關(guān)壓縮關(guān)鍵 API:

toBlob(callback, [type], [encoderOptions]) 參數(shù) encoderOptions 用于針對image/jpeg 格式的圖片進(jìn)行輸出圖片的質(zhì)量設(shè)置;

toDataURL(type, encoderOptions 參數(shù)encoderOptions 在指定圖片格式為 image/jpeg 或 image/webp 的情況下,可以從 0 到 1 的區(qū)間內(nèi)選擇圖片的質(zhì)量。

均未對 png 格式圖片有壓縮效果。

有個(gè)折衷的方案,我們可以設(shè)置一個(gè)閾值,如果 png 圖片的質(zhì)量小于這個(gè)值,就還是壓縮輸出 png 格式,這樣最差的輸出結(jié)果不至于質(zhì)量太大,在此基礎(chǔ)上,如果壓縮后圖片大小 “不減反增”,我們就兜底處理輸出源圖片給用戶。當(dāng)圖片質(zhì)量大于某個(gè)值時(shí),我們壓縮成 jpeg 格式。

// `png` 格式圖片大小超過 `convertSize`, 轉(zhuǎn)化成 `jpeg` 格式
if (file.size > options.convertSize && options.mimeType === 'image/png') {
  options.mimeType = 'image/jpeg';
}
// 省略一些代碼
// ...
// 用戶期待的輸出寬高沒有大于源圖片的寬高情況下,輸出文件大小大于源文件,返回源文件
if (result.size > file.size && !(options.width > naturalWidth || options.height > naturalHeight)) {
  result = file;
}

大尺寸 png 格式圖片在一些手機(jī)上,壓縮后出現(xiàn)“黑屏”現(xiàn)象;

由于各大瀏覽器對Canvas最大尺寸支持不同

如果圖片尺寸過大,在創(chuàng)建同尺寸畫布,再畫上圖片,就會出現(xiàn)異常情況,即生成的畫布沒有圖片像素,而畫布本身默認(rèn)給的背景色為黑色,這樣就導(dǎo)致圖片“黑屏”情況。

這里可以通過控制輸出圖片最大寬高防止生成畫布越界,并且用透明色覆蓋默認(rèn)黑色背景解決解決“黑屏”問題:

// ...
// 限制最小和最大寬高
var maxWidth = Math.max(options.maxWidth, 0) || Infinity;
var maxHeight = Math.max(options.maxHeight, 0) || Infinity;
var minWidth = Math.max(options.minWidth, 0) || 0;
var minHeight = Math.max(options.minHeight, 0) || 0;

if (maxWidth < Infinity && maxHeight < Infinity) {
 if (maxHeight * aspectRatio > maxWidth) {
    maxHeight = maxWidth / aspectRatio;
  } else {
    maxWidth = maxHeight * aspectRatio;
  }
} else if (maxWidth < Infinity) {
  maxHeight = maxWidth / aspectRatio;
} else if (maxHeight < Infinity) {
  maxWidth = maxHeight * aspectRatio;
}

if (minWidth > 0 && minHeight > 0) {
 if (minHeight * aspectRatio > minWidth) {
    minHeight = minWidth / aspectRatio;
  } else {
    minWidth = minHeight * aspectRatio;
  }
} else if (minWidth > 0) {
  minHeight = minWidth / aspectRatio;
} else if (minHeight > 0) {
  minWidth = minHeight * aspectRatio;
}

width = Math.floor(Math.min(Math.max(width, minWidth), maxWidth));
height = Math.floor(Math.min(Math.max(height, minHeight), maxHeight));

// ...
// 覆蓋默認(rèn)填充顏色 (#000)
var fillStyle = 'transparent';
context.fillStyle = fillStyle;

到這里,上述的意外問題被我們一一解決了

總結(jié)

我們梳理了通過頁面標(biāo)簽 <input type="file" /> 上傳本地圖片到圖片被壓縮整個(gè)過程,也覆蓋到了在實(shí)際使用中還存在的一些意外情況,提供了相應(yīng)的解決方案。將改進(jìn)版圖片壓縮整理成插件,已上傳npm ,可通過 npm install js-image-compressor -D 安裝使用,可以從github 下載。

以上就是如何用JS有效的壓縮圖片的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于JS有效的壓縮圖片的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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