一文帶你掌握Java ImageIO類
一、ImageIO 的基礎知識
1.1 ImageIO 的作用
ImageIO 是 Java 標準庫提供的一個類，它提供了讀取和寫入多種常見圖像格式的功能。開發(fā)者可以使用 ImageIO 類快速、便捷地讀取和寫入圖像，而無需關心底層的細節(jié)。
1.2 ImageIO 的特點
ImageIO 支持的圖像格式非常廣泛，包括 JPEG、PNG、BMP、GIF 等常見格式，同時也支持 TIFF、ICO、WBMP、JPEG 2000 等更加少見的格式。這使得開發(fā)者可以方便地讀取和寫入多種不同格式的圖像。
ImageIO 還支持靈活的、可配置的圖片格式轉(zhuǎn)換。例如，可以將一張 JPEG 格式的圖像讀取到內(nèi)存中，然后將其保存為 PNG 格式的圖像。此外，ImageIO 還支持高級的圖像處理操作，如裁剪、旋轉(zhuǎn)、縮放、反轉(zhuǎn)、鏡像等。
1.3 ImageIO 的使用環(huán)境
ImageIO 是 Java 標準庫中的一個類，因此不需要額外的庫或安裝，可以直接在 Java 應用程序中使用。它支持 Java SE 6 及以上版本，并且可以運行在所有常見的操作系統(tǒng)上。
1.4 ImageIO 的基本使用方法
使用 ImageIO 類讀取和寫入圖像的基本流程如下：
- 通過 ImageIO 類的靜態(tài)方法 read() 或者 write() 方法獲取圖片輸入輸出流；
- 創(chuàng)建 ImageInputStream 或者 ImageOutputStream；
- 讀/寫圖像。
例如，讀取一張 JPEG 格式的圖片，代碼如下：
String imageFilePath = "image.jpg";
try {
InputStream inputStream = new FileInputStream(new File(imageFilePath));
BufferedImage bufferedImage = ImageIO.read(inputStream);
// 圖像處理邏輯
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
上述代碼通過 FileInputStream 打開文件輸入流，然后通過 ImageIO.read() 方法讀取圖像數(shù)據(jù)，最后對圖像進行了處理操作。
下面我們將詳細介紹 ImageIO 類的各個方面，包括讀取、寫入、壓縮、格式轉(zhuǎn)換以及高級操作等。
二、ImageIO 的讀取操作
2.1 ImageIO 的 read() 方法
ImageIO 的 read() 方法是最常見的讀取圖像的方式，它有多個重載形式，可以用來讀取 File、InputStream、URL 和 ImageInputStream 等多種類型的輸入流。此外，ImageIO 還支持從 byte 數(shù)組讀取或者從任意 SeekableStream 中讀取文件。
例如，通過 ImageIO 的 read() 方法從本地文件讀取一張圖片：
String imageFilePath = "image.jpg";
try {
BufferedImage bufferedImage = ImageIO.read(new File(imageFilePath));
// 圖像處理邏輯
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
read() 方法返回了一個 BufferedImage 對象，開發(fā)者可以對這個對象進行各種操作，如裁剪、旋轉(zhuǎn)、縮放等。注意：當讀取的圖像不是 RGB 格式時，返回的 BufferedImage 對象可能為 null。
2.2 以 Byte 數(shù)組形式讀取圖像
有些場景下，開發(fā)者需要將圖片數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中，然后再進行處理。ImageIO 的 read() 方法提供了一個重載形式，可以將圖像數(shù)據(jù)讀取到 byte 數(shù)組中，示例代碼如下：
String imageFilePath = "image.jpg";
try {
File file = new File(imageFilePath);
BufferedImage bufferedImage = ImageIO.read(file);
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
ImageIO.write(bufferedImage, "jpg", byteArrayOutputStream);
byte[] bytes = byteArrayOutputStream.toByteArray();
// 處理字節(jié)數(shù)組中的圖像
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
在上述代碼中，首先使用 ImageIO.read() 方法將圖片讀取到內(nèi)存中，并得到了一個 BufferedImage 對象。然后，使用 ImageIO.write() 方法將 BufferedImage 對象寫入到 ByteArrayOutputStream 中，最終得到了字節(jié)數(shù)組形式的圖像數(shù)據(jù)。
2.3 指定圖像格式
ImageIO 的 read() 方法可以自動識別常見的圖像格式，但有時候需要指定特定的格式。通過 ImageIO 的 getReaderFormatNames() 方法可以查看支持的格式列表，示例代碼如下：
String[] formatNames = ImageIO.getReaderFormatNames();
for (String format : formatNames) {
System.out.println(format);
}
如果要指定讀取的格式，可以使用 ImageIO 的 getImageReadersByFormatName() 方法指定，例如：
File file = new File("image.xx");
Iterator<ImageReader> readers = ImageIO.getImageReadersByFormatName("xxx");
try {
ImageReader reader = readers.next();
ImageInputStream inputStream = ImageIO.createImageInputStream(file);
reader.setInput(inputStream);
BufferedImage image = reader.read(0);
// 處理讀取的圖像
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
在上述代碼中，getImageReadersByFormatName() 方法傳入的參數(shù)是指定的圖像格式名，然后通過 Iterator 獲取到 ImageReader 對象，再使用 ImageIO.createImageInputStream() 方法創(chuàng)建 ImageInputStream 對象，并通過 setInput() 方法設置輸入源。最后通過 reader.read() 方法讀取圖像。
三、ImageIO 的寫入操作
3.1 ImageIO 的 write() 方法
ImageIO 的 write() 方法是寫入圖像的主要方法，它可以將 BufferedImage 對象寫入到文件或者輸出流中。除此之外，ImageIO 還提供了其他的方法來指定寫出的格式和壓縮質(zhì)量等參數(shù)。
下面是一個將 BufferedImage 寫入 PNG 格式的簡單示例：
BufferedImage image = new BufferedImage(100, 100, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
try {
ImageIO.write(image, "png", new File("output.png"));
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
在上述代碼中，使用 ImageIO.write() 方法將 BufferedImage 對象寫入到本地文件 output.png 中。
3.2 指定圖像格式
與讀取圖像類似，ImageIO 的 write() 方法默認會根據(jù)擴展名或者其他信息自動識別輸出的圖片格式。但是有些場景下需要手動指定輸出的圖像格式，可通過如下方式進行設置：
BufferedImage image = new BufferedImage(100, 100, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
try {
File file = new File("output.xx");
ImageWriter writer = ImageIO.getImageWritersByFormatName("xxx").next();
ImageOutputStream outputStream = ImageIO.createImageOutputStream(file);
writer.setOutput(outputStream);
writer.write(image);
outputStream.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
在上述代碼中，getImageWritersByFormatName() 方法傳入指定的圖像格式名，然后通過 ImageWriter 對象設置 ImageOutputStream，最后通過 write() 方法寫入圖像。
3.3 指定壓縮質(zhì)量
在寫入圖像時，ImageIO 還可以控制輸出的壓縮質(zhì)量，從而控制輸出圖像文件的大小。不過需要注意的是，并非所有的圖像格式都支持壓縮。目前只有 JPEG 和 PNG 格式支持壓縮功能。
下面是一個將 BufferedImage 寫入 JPG 格式并指定壓縮質(zhì)量的示例：
BufferedImage image = new BufferedImage(100, 100, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
try {
File file = new File("output.jpg");
// 獲取 JPEG 格式的 ImageWriter
ImageWriter writer = ImageIO.getImageWritersByFormatName("jpeg").next();
// 設置輸出流
ImageOutputStream outputStream = ImageIO.createImageOutputStream(file);
writer.setOutput(outputStream);
// 設置壓縮參數(shù)
JPEGImageWriteParam param = (JPEGImageWriteParam) writer.getDefaultWriteParam();
param.setCompressionMode(ImageWriteParam.MODE_EXPLICIT);
param.setCompressionQuality(0.8f);
// 寫入圖像
writer.write(null, new IIOImage(image, null, null), param);
outputStream.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
在上述代碼中，首先從 ImageIO 中獲取 JPEG 格式的 ImageWriter 對象，然后設置輸出流和壓縮參數(shù)。其中，setCompressionQuality() 方法用于設置壓縮質(zhì)量，值范圍為 0.0~1.0，其中 1.0 表示不壓縮，0.0 表示最大壓縮。
3.4 指定保存位置
如果需要將 BufferedImage 對象寫入到指定的文件目錄下，可以使用 ImageIO 的 write() 方法進行操作。下面是一個將 BufferedImage 寫入本地文件的示例：
BufferedImage image = new BufferedImage(100, 100, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
try {
File file = new File("output.png");
ImageIO.write(image, "png", file);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
需要注意的是，write() 方法不支持壓縮參數(shù)設置，如果需要控制輸出文件大小，需要使用上述的 ImageWriter 方式。
四、ImageIO 的格式轉(zhuǎn)換
在實際開發(fā)中，經(jīng)常需要將圖像從一種格式轉(zhuǎn)換成另一種格式。ImageIO 提供的格式轉(zhuǎn)換功能非常靈活，可以通過如下代碼片段實現(xiàn)：
BufferedImage srcImage = ImageIO.read(new File("input.jpg"));
File outputFile = new File("output.png");
// 獲取 png 格式的 ImageWriter
ImageWriter writer = ImageIO.getImageWritersByFormatName("png").next();
// 設置輸出流
ImageOutputStream outputStream = ImageIO.createImageOutputStream(outputFile);
writer.setOutput(outputStream);
// 寫入圖像
writer.write(null, new IIOImage(srcImage, null, null), null);
outputStream.close();
在上述代碼中，首先使用 ImageIO.read() 方法讀取 JPEG 格式的圖像，然后通過 getImageWritersByFormatName() 方法獲取 PNG 格式的 ImageWriter 對象。接著創(chuàng)建 ImageOutputStream 對象，并寫入轉(zhuǎn)換后的 PNG 格式圖像。
需要注意的是，有些格式轉(zhuǎn)換可能會導致圖像信息的丟失，例如將 24-bit 的 RGB 圖像轉(zhuǎn)換成 8-bit 的 GIF 圖像，會導致顏色數(shù)量減少，從而造成圖像質(zhì)量下降。
五、ImageIO 的高級操作
除了基本的格式讀取、寫入和轉(zhuǎn)換外，ImageIO 還提供了一些高級的圖像處理操作，如裁剪、旋轉(zhuǎn)、縮放、反轉(zhuǎn)、鏡像等。下面簡單介紹一下這些操作。
5.1 裁剪圖像
通過 ImageIO.read() 方法讀取的 BufferedImage 對象支持裁剪功能?？梢酝ㄟ^調(diào)用 getSubimage() 方法獲取指定區(qū)域的子圖像。例如：
BufferedImage srcImage = ImageIO.read(new File("input.jpg"));
BufferedImage destImage = srcImage.getSubimage(10, 10, 100, 100);
5.2 旋轉(zhuǎn)圖像
ImageIO 也支持對圖像進行旋轉(zhuǎn)操作?？梢酝ㄟ^ AffineTransform 類來實現(xiàn)圖像的旋轉(zhuǎn)變換。
BufferedImage srcImage = ImageIO.read(new File("input.jpg"));
double radian = Math.toRadians(30); // 旋轉(zhuǎn)角度為 30 度
AffineTransform transform = new AffineTransform();
transform.rotate(radian, srcImage.getWidth() / 2, srcImage.getHeight() / 2);
AffineTransformOp op = new AffineTransformOp(transform, AffineTransformOp.TYPE_BILINEAR);
BufferedImage destImage = op.filter(srcImage, null);
在上述代碼中，radian 變量表示旋轉(zhuǎn)的角度，AffineTransform 類用于創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)變換，AffineTransformOp 類用于將變換應用到圖像上。
5.3 縮放圖像
縮放圖像同樣是 ImageIO 的高級操作之一?？梢酝ㄟ^ AffineTransform 類來實現(xiàn)圖像的縮放變換。
BufferedImage srcImage = ImageIO.read(new File("input.jpg"));
AffineTransform transform = new AffineTransform();
double scale = 0.5; // 圖像縮小一倍
transform.scale(scale, scale);
AffineTransformOp op = new AffineTransformOp(transform, AffineTransformOp.TYPE_BILINEAR);
BufferedImage destImage = op.filter(srcImage, null);
在上述代碼中，通過 AffineTransform 的 scale() 方法設置縮放比例，AffineTransformOp 類用于將變換應用到圖像上。
5.4 反轉(zhuǎn)圖像
對于需要水平或垂直翻轉(zhuǎn)的圖像，ImageIO 提供了如下方式實現(xiàn)：
```
// 讀取輸入圖像（示例中為名為 input.png 的圖像）
BufferedImage srcImage = ImageIO.read(new File("input.png"));
// 水平鏡像
AffineTransform transform = new AffineTransform(-1, 0, 0, 1, srcImage.getWidth(), 0);
AffineTransformOp op = new AffineTransformOp(transform, AffineTransformOp.TYPE_BILINEAR);
BufferedImage horizontalFlipped = op.filter(srcImage, null);
// 垂直鏡像
transform = new AffineTransform(1, 0, 0, -1, 0, srcImage.getHeight());
op = new AffineTransformOp(transform, AffineTransformOp.TYPE_BILINEAR);
BufferedImage verticalFlipped = op.filter(srcImage, null);
// 上下顛倒
transform = new AffineTransform(-1, 0, 0, -1, srcImage.getWidth(), srcImage.getHeight());
op = new AffineTransformOp(transform, AffineTransformOp.TYPE_BILINEAR);
BufferedImage upsideDown = op.filter(srcImage, null);
// 保存結(jié)果圖像（保存為 PNG 格式的文件）
ImageIO.write(horizontalFlipped, "png", new File("horizontal.png"));
ImageIO.write(verticalFlipped, "png", new File("vertical.png"));
ImageIO.write(upsideDown, "png", new File("upside_down.png"));
5.5 鏡像圖像
對于需要鏡像的圖像，ImageIO 提供了如下方式實現(xiàn)：
BufferedImage srcImage = ImageIO.read(new File("input.jpg"));
// 水平鏡像
AffineTransform transform = new AffineTransform(-1, 0, 0, 1, srcImage.getWidth(), 0);
// 垂直鏡像
AffineTransform transform = new AffineTransform(1, 0, 0, -1, 0, srcImage.getHeight());
在上述代碼中，水平鏡像通過將 x 軸翻轉(zhuǎn)并沿 y 軸平移一段距離實現(xiàn)，垂直鏡像通過將 y 軸翻轉(zhuǎn)并沿 x 軸平移一段距離實現(xiàn)。
5.6 組合操作
同時進行多個圖像變換時，可以通過 AffineTransform 中的 concatenate() 方法，將多個變換組合到一起進行處理。例如：
BufferedImage srcImage = ImageIO.read(new File("input.jpg"));
AffineTransform transform1 = new AffineTransform();
AffineTransform transform2 = new AffineTransform();
double scale = 0.5;
transform1.scale(scale, scale);
transform2.translate(50, 50);
transform1.concatenate(transform2); // 將兩個變換組合在一起
AffineTransformOp op = new AffineTransformOp(transform1, AffineTransformOp.TYPE_BILINEAR);
BufferedImage destImage = op.filter(srcImage, null);
在上述代碼中，首先創(chuàng)建兩個不同的 AffineTransform 對象，一個用于縮放，一個用于平移，然后將其組合在一起。注意，組合時要先進行平移變換，再進行縮放變換，否則會產(chǎn)生錯誤的結(jié)果。
六、注意事項
在使用 ImageIO 時，需要注意以下幾點：
- 避免頻繁的讀寫文件，選擇合適的內(nèi)存緩存方式進行操作；
- 在處理不同格式的圖像時，應該注意色彩模式、透明度等方面的差異，以避免圖像信息的丟失；
- 在進行高級操作時，應該考慮到圖像質(zhì)量的問題，避免操作過度造成圖像質(zhì)量的下降。
以上就是一文帶你掌握Java ImageIO類的詳細內(nèi)容，更多關于Java ImageIO類的資料請關注腳本之家其它相關文章！
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