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一文帶你掌握J(rèn)ava ImageIO類

 更新時間：2023年05月12日 10:56:47   作者：蜀山劍客李沐白  
Java中的ImageIO類是Java標(biāo)準(zhǔn)庫中用于處理圖像的一個非常常用的 API，它提供了讀取和寫入多種常見圖像格式的功能，如JPEG、PNG、BMP、GIF等，本文將全面詳細(xì)地介紹Java中的ImageIO類的使用方法,需要的朋友可以參考下

一、ImageIO 的基礎(chǔ)知識

1.1 ImageIO 的作用

ImageIO 是 Java 標(biāo)準(zhǔn)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(guān)心底層的細(xì)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(jìn)行了處理操作。

下面我們將詳細(xì)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(jìn)行各種操作，如裁剪、旋轉(zhuǎn)、縮放等。注意：當(dāng)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(jìn)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(shè)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(rèn)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(jìn)行設(shè)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(shè)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(shè)置輸出流
        ImageOutputStream outputStream = ImageIO.createImageOutputStream(file);
        writer.setOutput(outputStream);

        // 設(shè)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(shè)置輸出流和壓縮參數(shù)。其中，setCompressionQuality() 方法用于設(shè)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(jìn)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(shè)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(shè)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(dǎo)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(dǎo)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(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。可以通過 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(yīng)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(shè)置縮放比例，AffineTransformOp 類用于將變換應(yīng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行平移變換，再進(jìn)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(jìn)行操作；
  • 在處理不同格式的圖像時，應(yīng)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(jìn)行高級操作時，應(yīng)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J(rèn)ava ImageIO類的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java ImageIO類的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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