图片基础知识梳理(2) - Bitmap 占用内存分析

一、概述

今天介绍一些关于Bitmap的基础知识:

  • Bitmap是什么
  • 屏幕密度相关概念
  • 工程中各drawable文件夹
  • Bitmap.Options
  • 简要分析Bitmap所占内存

二、什么是Bitmap

官方的说法是:Bitmap是对位图的抽象。
形象地来说,我们在手机屏幕上所看到的图片就是由一个个像素点拼接而成的,每个像素点的都是用不同数量的二进制位来表示,而Bitmap就是用来保存这些二进制位。

三、Bitmap占用内存分析

3.1 屏幕密度的相关概念

前面我们说到,Bitmap的最终目的是为了在屏幕上显示图片,所以首先我们需要了解关于屏幕密度的相关知识:

  • 像素px:如果我们近距离地看手机屏幕,就可以发现它有一个个小点,每一个小点就表示一个像素,我们通常称它为px
  • 屏幕分辨率:指的是屏幕的上的像素总和,例如常说的某某手机屏幕分辨率为1920 * 1080,也就是说它的高有1920px,宽为1080px,像素点总和就是1920 * 1080px
  • 屏幕尺寸:指的是屏幕的对象线长度,这里的长度不是用px为单位,而是用英寸为单位的,它和我们平时说的米、厘米是一个概念。
  • ppi:英文名为pixel per inch,中文全称为每英寸屏幕上的像素数,它决定了屏幕的质量,通常是按手机的对角线来计算的,也就是说,它等于对象线的像素个数除以对角线的长度(单位为英寸)
  • dp/dip:英文名为density-independent pixel,这是安卓特有的概念,它和px的作用相同,都是用来表示长度。但是它和硬件屏幕无关,如果需要转换为px,那么1dp在屏幕上最终会显示为(ppi / 160)px
  • dpi:英文名为dot per inch,中文全称为每英寸图片上点的个数,它决定了图片的质量,比如dpi320,那么最终在手机上一张320 * 320的图片就会用320 * 320 * (dpi / 160)个像素点来表示。

3.2 动态获得上述的信息

Android中,通过DisplayMetrics可以获得上述的信息:

    public static void logDensityInfo(Activity activity) {
        DisplayMetrics displayMetrics = new DisplayMetrics();
        //将信息保存到displayMetrics中.
        activity.getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(displayMetrics);
        //1.x轴和y轴的dpi.
        Log.d("logDensityInfo", "ydpi=" + displayMetrics.ydpi);
        Log.d("logDensityInfo", "xdpi=" + displayMetrics.xdpi);
        //2.x轴和y轴的像素个数.
        Log.d("logDensityInfo", "heightPixels=" + displayMetrics.heightPixels);
        Log.d("logDensityInfo", "widthPixels=" + displayMetrics.widthPixels);
        //3.dpi
        Log.d("logDensityInfo", "densityDpi=" + displayMetrics.densityDpi);
        //4.dpi/160.
        Log.d("logDensityInfo", "density=" + displayMetrics.density);
        //5.通常情况下和density相同.
        Log.d("logDensityInfo", "scaledDensity=" + displayMetrics.scaledDensity);
    }

在我的手机上,最终的结果是:


那么我们看一下dpi相关的值是怎么获得的:

    public void setToDefaults() {
        density =  DENSITY_DEVICE / (float) DENSITY_DEFAULT;
        densityDpi =  DENSITY_DEVICE;
        scaledDensity = density;
        xdpi = DENSITY_DEVICE;
        ydpi = DENSITY_DEVICE;
    }

其中DENSITY_DEFAULT160,而DENSITY_DEVICE则是通过下面方式得到的:

private static int getDeviceDensity() {
    return SystemProperties.getInt("qemu.sf.lcd_density", SystemProperties.getInt("ro.sf.lcd_density", DENSITY_DEFAULT));
}

3.3 drawable文件夹内的图片

说起dpi,自然就会想到res文件夹下的drawable-?文件夹,我们在平时开发中会发现,如果将同一大小的图片,放在不同的drawable文件夹下,最终在屏幕上展现的大小是不一样的。
这其实是Android在读取资源的时候,会根据文件夹的不同,给每个文件夹定义一个叫做density的属性,根据最终找到的资源所在的文件夹位置,会有以下几种情况:

  • 存在于和手机所匹配的dpi文件夹:不进行缩放。
  • 存在于非drawable-nodpi其它的dpi文件夹:那么最终的长度变为(原始长度 / 所在文件夹density) * 匹配文件夹density
  • 存在drawable-nodpi:不进行缩放。

而每个ARBG位的二进制个数相乘,就是图片所占内存的大小,对应的density如下:

  • drawable-nodpi:不缩放
  • drawable-ldpi0.75
  • drawable1
  • drawable-mdpi1
  • drawable-hdpi1.5
  • drawable-xhdpi2
  • drawable-xxhdpi3
  • drawable-xxhdpi4

如果某个资源存在于上面的多个文件夹下,它的匹配优先级如下:

  • 和手机dpi匹配的dpi文件夹
  • 比匹配dpi高的dpi文件夹
  • drawable-nodpi
  • 比匹配dpi低,但大于等于1dpi文件夹
  • drawable
  • drawable-ldpi

3.4 Bitmap.Config

这是一个枚举类型,它用来描述每个像素是如何被保存的,它会影响图片的质量并决定能否表示透明/半透明颜色。

  • ALPHA_8:每个像素点仅表示alpha的值,它不会存储任何颜色信息,占8位
  • RGB_565:每个像素用5位R/6位G/5位G来表示,占16位
  • ARGB_8888:每个像素分别用8位存储ARGB,占32位
  • ARGB_4444:和8888类似,只不过对于每个通道是使用4位表示,因此它的图片质量比较低,已经不推荐使用了。

3.5 实例分析

已经介绍完所需要掌握的基础知识,总结下来,Bitmap所占内存大小其实由两个因素决定:

  • 读入内存中的宽高
  • ARGB所占位宽

第一点的影响因素有:原始图片的宽高、手机内置的dpi、图片所放位置。
第二点的影响因素有:Bitmap所对应的Bitmap.Config配置。

下面我们几个例子,验证前面说的三种情况:

3.5.1 放在匹配的文件夹中

  • 所用的手机分辨率为720 * 1280,它所匹配到的文件夹为drawable-xhdpi,我们先将一个原始大小为48 * 48的图片方在drawable-xhdpi文件夹中,并配置OptionBitmap.Config.RGB_565
    private void logWrapperImageView() {
        BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;
        Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.drawable_test, options);
        Log.d("logWrapperImageView", "width=" + bitmap.getWidth() + ",height=" + bitmap.getHeight() + ",size=" + bitmap.getByteCount());
    }

这种情况下最终的结果为,虽然我们指出了需要用RGB_565,但是系统每个像素还是只用了一位:

width=48,height=48,size=2304 //RGB_565
width=48,height=48,size=9216 //ARGB_8888
width=48,height=48,size=2304 //ALPHA_8
  • 所用的手机分辨率为1080 * 1920,它所匹配到的文件夹为drawable-xxhdpi,我们先将一个原始大小为48 * 48的图片方在drawable-xxhdpi文件夹中,并配置OptionBitmap.Config.RGB_565,运行和上面一样的程序,得到的结果为:
width=48,height=48,size=2304 //RGB_565

接着改变它的Options

width=48,height=48,size=9216 //ARGB_8888
width=48,height=48,size=2304 //ALPHA_8

3.5.2 放在不匹配,且不是drawable-nodpi的文件夹中

  • 所用的手机分辨率为720 * 1280,把图片放在drawable-xxhdpi文件夹中:
width=32,height=32,size=4096 //RGB_565

改变它的Options

width=32,height=32,size=4096 //ALPHA_8
width=32,height=32,size=4096 //ARGB_8888
  • 所用的手机分辨率为1080 * 1960,把图片放在drawable-xhdpi文件夹中:
width=72,height=72,size=20736

改变它的Options

width=72,height=72,size=20736 //ALPHA_8
width=72,height=72,size=20736 //ARGB_8888

3.5.3 放在drawable-nodpi文件夹中

  • 所用的手机分辨率为720 * 1280
width=48,height=48,size=2304 //RGB_565
width=48,height=48,size=9216 //ARGB_8888
width=48,height=48,size=2304 //ALPHA_8
  • 所用的手机分辨率为1080 * 1960
width=48,height=48,size=2304 //RGB_565
width=48,height=48,size=9216 //ARGB_8888
width=48,height=48,size=2304 //ALPHA_8

3.5.4 小结

从上面的例子中,总结出几点:

  • 把资源放在和它对应的dpi文件夹,和放在drawable-nodpi文件夹是相同的。
  • 我们使用RGB_565时,实际占用的是一个字节。
  • 当将资源文件放在别的文件夹时,无论选择哪种Options,都是采用占用4字节的方式。
  • 当资源放在对应的dpi文件夹下和drawable-nodpi文件夹下时,长宽不进行缩放。
  • 当资源放在除以上两类的文件夹下时,缩放的倍数为 匹配文件夹density/所在文件夹density,以上面3.5.2720 * 1280手机为例,原始的图片的长宽为48,其匹配文件夹的density2,所在文件夹的density3,所以缩放倍数为2/3,因此,最后的长宽为32
  • Bitmap所占内存大小就等于它的长宽乘以每个像素所占位数。

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