一文帶你掌握J(rèn)ava ImageIO類(lèi)
一、ImageIO 的基礎(chǔ)知識(shí)
1.1 ImageIO 的作用
ImageIO 是 Java 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供的一個(gè)類(lèi)，它提供了讀取和寫(xiě)入多種常見(jiàn)圖像格式的功能。開(kāi)發(fā)者可以使用 ImageIO 類(lèi)快速、便捷地讀取和寫(xiě)入圖像，而無(wú)需關(guān)心底層的細(xì)節(jié)。
1.2 ImageIO 的特點(diǎn)
ImageIO 支持的圖像格式非常廣泛，包括 JPEG、PNG、BMP、GIF 等常見(jiàn)格式，同時(shí)也支持 TIFF、ICO、WBMP、JPEG 2000 等更加少見(jiàn)的格式。這使得開(kāi)發(fā)者可以方便地讀取和寫(xiě)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(jí)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(kù)中的一個(gè)類(lèi)，因此不需要額外的庫(kù)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(yùn)行在所有常見(jiàn)的操作系統(tǒng)上。
1.4 ImageIO 的基本使用方法
使用 ImageIO 類(lèi)讀取和寫(xiě)入圖像的基本流程如下：
- 通過(guò) ImageIO 類(lèi)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(xiě)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(guò) FileInputStream 打開(kāi)文件輸入流，然后通過(guò) ImageIO.read() 方法讀取圖像數(shù)據(jù)，最后對(duì)圖像進(jìn)行了處理操作。
下面我們將詳細(xì)介紹 ImageIO 類(lèi)的各個(gè)方面，包括讀取、寫(xiě)入、壓縮、格式轉(zhuǎn)換以及高級(jí)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(jiàn)的讀取圖像的方式，它有多個(gè)重載形式，可以用來(lái)讀取 File、InputStream、URL 和 ImageInputStream 等多種類(lèi)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(guò) 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(gè) BufferedImage 對(duì)象，開(kāi)發(fā)者可以對(duì)這個(gè)對(duì)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(shí)，返回的 BufferedImage 對(duì)象可能為 null。
2.2 以 Byte 數(shù)組形式讀取圖像
有些場(chǎng)景下，開(kāi)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(gè)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(gè) BufferedImage 對(duì)象。然后，使用 ImageIO.write() 方法將 BufferedImage 對(duì)象寫(xiě)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(dòng)識(shí)別常見(jiàn)的圖像格式，但有時(shí)候需要指定特定的格式。通過(guò) 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(guò) Iterator 獲取到 ImageReader 對(duì)象，再使用 ImageIO.createImageInputStream() 方法創(chuàng)建 ImageInputStream 對(duì)象，并通過(guò) setInput() 方法設(shè)置輸入源。最后通過(guò) reader.read() 方法讀取圖像。
三、ImageIO 的寫(xiě)入操作
3.1 ImageIO 的 write() 方法
ImageIO 的 write() 方法是寫(xiě)入圖像的主要方法，它可以將 BufferedImage 對(duì)象寫(xiě)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(lái)指定寫(xiě)出的格式和壓縮質(zhì)量等參數(shù)。
下面是一個(gè)將 BufferedImage 寫(xiě)入 PNG 格式的簡(jiǎn)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(duì)象寫(xiě)入到本地文件 output.png 中。
3.2 指定圖像格式
與讀取圖像類(lèi)似，ImageIO 的 write() 方法默認(rèn)會(huì)根據(jù)擴(kuò)展名或者其他信息自動(dòng)識(shí)別輸出的圖片格式。但是有些場(chǎng)景下需要手動(dòng)指定輸出的圖像格式，可通過(guò)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(guò) ImageWriter 對(duì)象設(shè)置 ImageOutputStream，最后通過(guò) write() 方法寫(xiě)入圖像。
3.3 指定壓縮質(zhì)量
在寫(xiě)入圖像時(shí)，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(guò)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(gè)將 BufferedImage 寫(xiě)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(xiě)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(duì)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(duì)象寫(xiě)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(gè)將 BufferedImage 寫(xiě)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(shí)際開(kāi)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(guò)如下代碼片段實(shí)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(xiě)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(guò) getImageWritersByFormatName() 方法獲取 PNG 格式的 ImageWriter 對(duì)象。接著創(chuàng)建 ImageOutputStream 對(duì)象，并寫(xiě)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(huì)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(huì)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(jí)操作
除了基本的格式讀取、寫(xiě)入和轉(zhuǎn)換外，ImageIO 還提供了一些高級(jí)的圖像處理操作，如裁剪、旋轉(zhuǎn)、縮放、反轉(zhuǎn)、鏡像等。下面簡(jiǎn)單介紹一下這些操作。
5.1 裁剪圖像
通過(guò) ImageIO.read() 方法讀取的 BufferedImage 對(duì)象支持裁剪功能?？梢酝ㄟ^(guò)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(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作?？梢酝ㄟ^(guò) AffineTransform 類(lèi)來(lái)實(shí)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(lèi)用于創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)變換，AffineTransformOp 類(lèi)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(jí)操作之一?？梢酝ㄟ^(guò) AffineTransform 類(lèi)來(lái)實(shí)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(guò) AffineTransform 的 scale() 方法設(shè)置縮放比例，AffineTransformOp 類(lèi)用于將變換應(yīng)用到圖像上。
5.4 反轉(zhuǎn)圖像
對(duì)于需要水平或垂直翻轉(zhuǎn)的圖像，ImageIO 提供了如下方式實(shí)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(duì)于需要鏡像的圖像，ImageIO 提供了如下方式實(shí)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(guò)將 x 軸翻轉(zhuǎn)并沿 y 軸平移一段距離實(shí)現(xiàn)，垂直鏡像通過(guò)將 y 軸翻轉(zhuǎn)并沿 x 軸平移一段距離實(shí)現(xiàn)。
5.6 組合操作
同時(shí)進(jìn)行多個(gè)圖像變換時(shí)，可以通過(guò) AffineTransform 中的 concatenate() 方法，將多個(gè)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(gè)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(gè)不同的 AffineTransform 對(duì)象，一個(gè)用于縮放，一個(gè)用于平移，然后將其組合在一起。注意，組合時(shí)要先進(jìn)行平移變換，再進(jìn)行縮放變換，否則會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。
六、注意事項(xiàng)
在使用 ImageIO 時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：
- 避免頻繁的讀寫(xiě)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(shí)，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(jí)操作時(shí)，應(yīng)該考慮到圖像質(zhì)量的問(wèn)題，避免操作過(guò)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(lèi)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java ImageIO類(lèi)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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