iOS 图片解码

为甚要解码?你问我为啥要解码?事实上,不管是 JPEG 还是 PNG 图片,都是一种压缩的位图图形格式。只不过 PNG 图片是无损压缩,并且支持 alpha 通道,而 JPEG 图片则是有损压缩,可以指定 0-100% 的压缩比,因此,在将磁盘中的图片渲染到屏幕之前,必须先要得到图片的原始像素数据,才能执行后续的绘制操作,这就是为什么需要对图片解压缩的原因。详见 谈谈 iOS 中图片的解压缩

一、解码方式:

1、CGContextDrawImage方式(CoreGraphics)

它接受一个原始的位图参数 imageRef ,最终返回一个新的解压缩后的位图 newImage ,中间主要经过了以下三个步骤:

使用 CGBitmapContextCreate 函数创建一个位图上下文;

使用 CGContextDrawImage 函数将原始位图绘制到上下文中;

使用 CGBitmapContextCreateImage 函数创建一张新的解压缩后的位图。

2、CGImageGetDataProvider方式(ImageIO)

1.CGImageSourceCreateWithData(data) 创建ImageSource。
2.CGImageSourceCreateImageAtIndex(source) 创建一个未解码的 CGImage。
3.CGImageGetDataProvider(image) 获取这个图片的数据源。
4.CGDataProviderCopyData(provider) 从数据源获取直接解码的数据。
ImageIO 解码发生在最后一步,这样获得的数据是没有经过颜色类型转换的原生数据(比如灰度图像)。
  1.NSString *resource = [[NSBundlemainBundle] pathForResource:@"the_red_batman"ofType:@"png"];
    2. NSData *data = [NSData  dataWithContentsOfFile:resource options:0error:nil];
    3. CFDataRef  dataRef = (__bridge CFDataRef)data;
    4. CGImageSourceRef source =CGImageSourceCreateWithData(dataRef, nil);
    5. CGImageRef cgImage =CGImageSourceCreateImageAtIndex(source, 0, nil);
    6. CFDataRef rawData =CGDataProviderCopyData(CGImageGetDataProvider(cgImage));
    7.UIImage *image = [UIImageimageWithCGImage:cgImage];

二 图片的空间消耗

1磁盘空间或者通过internet传输所消耗的空间

2解压缩空间,通常是长X宽X高X4字节(RGBA)

3当显示在一个view中时,view本身也需要空间来存储layer

对于这里的第一个问题,有一个可能的优化方法:将压缩的文件拷贝到内存中不如映射到内存中,NSData有能力来假设一块磁盘空间是在内存中的,这样当访问这个图片时实际上就是从磁盘访问而不是从内存。据说CGImage知道哪种访问方式是最高效的,UIImage只是将CGImage封装了一下。

三 图片加载时间

对于“将这些像素显示到屏幕上最快要多久?”这个问题,显示一个图片所消耗的时间由以下三个因素决定:

1从磁盘上alloc/initUIImage的时间

2解压缩的时间

3 将解压缩后的比特转换成CGContext的时间,通常需要改变尺寸,混合,抗锯齿工作。

四处理图片的一些小 Tip

如何把 GIF 动图保存到相册?

iOS 的相册是支持保存 GIF 和 APNG 动图的,只是不能直接播放。用 [ALAssetsLibrary writeImageDataToSavedPhotosAlbum:metadata:completionBlock] 可以直接把 APNG、GIF 的数据写入相册。如果图省事直接用 UIImageWriteToSavedPhotosAlbum() 写相册,那么图像会被强制转码为 PNG。

将 UIImage 保存到磁盘,用什么方式最好?

目前来说,保存 UIImage 有三种方式:1.直接用 NSKeyedArchiver 把 UIImage 序列化保存,2.用 UIImagePNGRepresentation() 先把图片转为 PNG 保存,3.用 UIImageJPEGRepresentation() 把图片压缩成 JPEG 保存。

实际上,NSKeyedArchiver 是调用了 UIImagePNGRepresentation 进行序列化的,用它来保存图片是消耗最大的。苹果对 JPEG 有硬编码和硬解码,保存成 JPEG 会大大缩减编码解码时间,也能减小文件体积。所以如果图片不包含透明像素时,UIImageJPEGRepresentation(0.9) 是最佳的图片保存方式,其次是 UIImagePNGRepresentation()。

UIImage 缓存是怎么回事?

通过 imageNamed 创建 UIImage 时,系统实际上只是在 Bundle 内查找到文件名,然后把这个文件名放到 UIImage 里返回,并没有进行实际的文件读取和解码。当 UIImage 第一次显示到屏幕上时,其内部的解码方法才会被调用,同时解码结果会保存到一个全局缓存去。据我观察,在图片解码后,App 第一次退到后台和收到内存警告时,该图片的缓存才会被清空,其他情况下缓存会一直存在。

我要是用 imageWithData 能不能避免缓存呢?

不能。通过数据创建 UIImage 时,UIImage 底层是调用 ImageIO 的 CGImageSourceCreateWithData() 方法。该方法有个参数叫 ShouldCache,在 64 位的设备上,这个参数是默认开启的。这个图片也是同样在第一次显示到屏幕时才会被解码,随后解码数据被缓存到 CGImage 内部。与 imageNamed 创建的图片不同,如果这个图片被释放掉,其内部的解码数据也会被立刻释放。

怎么能避免缓存呢?

1. 手动调用 CGImageSourceCreateWithData() 来创建图片,并把 ShouldCache 和 ShouldCacheImmediately 关掉。这么做会导致每次图片显示到屏幕时,解码方法都会被调用,造成很大的 CPU 占用。

2. 把图片用 CGContextDrawImage() 绘制到画布上,然后把画布的数据取出来当作图片。这也是常见的网络图片库的做法。

我能直接取到图片解码后的数据,而不是通过画布取到吗?

1.CGImageSourceCreateWithData(data) 创建 ImageSource。

2.CGImageSourceCreateImageAtIndex(source) 创建一个未解码的 CGImage。

3.CGImageGetDataProvider(image) 获取这个图片的数据源。

4.CGDataProviderCopyData(provider) 从数据源获取直接解码的数据。

ImageIO 解码发生在最后一步,这样获得的数据是没有经过颜色类型转换的原生数据(比如灰度图像)。

如何判断一个文件的图片类型?

通过读取文件或数据的头几个字节然后和对应图片格式标准进行比对。我在这里写了一个简单的函数,能很快速的判断图片格式。

怎样像浏览器那样边下载边显示图片?

首先,图片本身有 3 种常见的编码方式:



第一种是 baseline,即逐行扫描。默认情况下,JPEG、PNG、GIF 都是这种保存方式。

第二种是 interlaced,即隔行扫描。PNG 和 GIF 在保存时可以选择这种格式。

第三种是 progressive,即渐进式。JPEG 在保存时可以选择这种方式。

在下载图片时,首先用 CGImageSourceCreateIncremental(NULL) 创建一个空的图片源,随后在获得新数据时调用

CGImageSourceUpdateData(data, false) 来更新图片源,最后在用 CGImageSourceCreateImageAtIndex() 创建图片来显示。

你可以用 PINRemoteImage 或者 YYWebImage 来实现这个效果。SDWebImage 并没有用 Incremental 方式解码,所以显示效果很差。

参考:

iOS 处理图片的一些小 Tip

iOS 图片解码探索

如何避免图片解压缩开销

谈谈iOS图片的解压缩

改变图片尺寸的方法和性能对比

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