图片压缩知识梳理(5) - VectorDrawable 简介

一、为什么要使用 VectorDrawable

虽然目前已经有很多针对于PNG/JPG的压缩算法,但是这些算法最终的压缩效果仍然是有限的,因此,人们开始尝试寻找一种新的图片格式来替代它们,今天我们所介绍的VectorDrawable就是Android平台上一种新的图片存储格式,它采用了一种矢量图形的思想。

二、光栅图像(Raster Image)

在介绍VectorDrawable之前,我们先简单了解一下最常见的光栅图像。

光栅图像也叫做位图、点阵图、像素图,它是有一个个小的像素点组成,而每个像素点由通过一系列的颜色通道(RGB)来组合成它的颜色,我们平时谈到的PNGJPG就是光栅图像的子类。

当我们在应用中使用这种类型的图片时,会面临如下几个问题:

  • 图片的大小会随着像素个数的增加而线性增大
  • 图片的压缩率会受到图片中各像素点的自相似性影响,其表现为:当图片中相同颜色的像素点越多,那么压缩率就越高。
  • 为了适应多种机型的分辨率,我们还需要在APK中内置多种分辨率的图片,这无形中就增加了APK的大小。

三、矢量图形(Vector Image)

3.1 矢量图形的基本概念

为了解决以上的几个问题,矢量图形的想法就被提出了:它包含的不是图片中的各个像素点的描述,而是对于图片的绘制命令,当我们解析图片的时候,会运行这一系列的绘制命令来最终得到光栅图像。

3.2 SVG 和 VectorDrawable

SVG就是矢量图形的一种具体实现,它包含了一系列的绘制命令,例如下图,我们使用xml文件的多个标签进行组合,最终把图像描述出来:


然而SVG的缺点是它包含了许多在Android中并不必要的组件,而Android平台又非常在意APK的大小,因此它对SVG的协议进行了裁剪,定义了自己的矢量图形格式 - VectorDrawable

VectorDrawable的工作原理和SVG类似,但是它只包含SVG绘制命令的一小部分。其整个处理过程为加载VD,对其进行栅格化处理,使用栅格化处理后的Bitmap,下图就是一个VectorDrawable的例子:


VectorDrawable和光栅图像相比有以下几点优势:

  • aapt打包的过程中会把VectorDrawable所对应的xml文件转换为二进制流的格式,这样就可以进一步缩减文件的大小
  • 由于VectorDrawable是通过绘制的命令来描述一个图像,因此它能做到一个文件,适配多种分辨率的机型
  • 可以对VectorDrawable中的各个部分添加动画,也就是AnimatedVectorDrawable

四、VectorDrawable 的适用范围

虽然说VectorDrawable有很多的优点,但是也有它的局限性,例如下面这两点:

4.1 适用于较小的图片

Android当中,VectorDrawable到光栅图像的栅格化处理是通过CPU进行的。而这一光栅处理的时间和图片的大小成正比,因此,如果图片很大,那么加载的时间将会很长,这种情况就不适合使用VectorDrawable了。

4.2 适用于较为简单的图片

VectorDrawable还有一点限制,就是你只能通过一系列简单的图形(矩形、圆形、弧形)和连线来组成最终的图像,因此,如果图形很复杂,那么就需要更多的命令来描述这个图形,最终就导致了文件的增大和加载时间的增加,因此,尽量只用VectorDrawable来表示较为简单的图形。

五、简化 VectorDrawable 的 Path

在使用VectorDrawable的时候,我们一般是先产生一个原始的SVG图像,再通过第三方工具将它转换成为Vector格式。在这一转换的过程当中,最需要关注的一点就是转换后所生成的vector文件中的pathData属性:

  • 当需要描述一个较为复杂的图像时,pathData通常会变得非常大。有的时候,仅仅对SVG图像进行一些微小的调整,都可能使得pathData发生很大的变化。
  • 应用程序在需要将一个VectorDrawable所描述的图像展现在屏幕上之前,首先会通过Path进行栅格化处理,这一处理过程所耗费的时间而资源将会随着pathData的增大而增加。

也就是说,使用VectorDrawable所耗费的成本而pathData的大小是成正比的,因此我们应该尽可能地简化 VectorDrawablePath数据

六、在必要时使用 ShapeDrawable

对于某些图像,如果我们能用原始的图形(圆形、矩形、椭圆等等)来替换Path,那么将有可能进一步的减小栅格化过程所耗费的性能,以及图片文件的大小。

ShapeDrawable就是一种很好的替代方式,它使用一系列简单的图形来描述图像,例如下面这样:

七、文献

Image compression - How VectorDrawable works

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