Android 中 Bitmap 及其用法
一、Android 中的 Bitmap 类
Bitmap 类是 Android 系统中的图像处理的最重要的类之一。用它可以获取图像文件信息，进行图像剪切、旋转、缩放等操作，并可以指定格式保存图像文件。
Bitmap相关的使用主要有两种：
- 给ImageView设置背景
- 当做画布来使用
如下代码：
imageView.setImageBitmap(Bitmap bm);
Canvas canvas = new Canvas(Bitmap bm)
二、Bitmap的格式
我们知道Bitmap是位图，是由像素点组成的。Bitmap 中有两个内部枚举类：Config 和 CompressFormat，Config 是用来设置颜色配置信息的，CompressFormat 是用来设置压缩方式的。
1、存储格式
- Bitmap.Config.ALPHA_8 单位像素占 1 字节,颜色信息只由透明度组成，占8位
- Bitmap.Config.ARGB_4444 单位像素占 2 字节,颜色信息由rgba四部分组成，每个部分都占4位，总共占16位
- Bitmap.Config.ARGB_8888 单位像素占 4 字节,颜色信息由rgba四部分组成，每个部分都占8位，总共占32位。是Bitmap默认的颜色配置信息，也是最占空间的一种配置
- Bitmap.Config.RGB_565 单位像素占 2 字节,颜色信息由rgb三部分组成，R占5位，G占6位，B占5位，总共占16位
- RGBA_F16 单位像素占 8 字节,Android 8.0新增(更丰富的色彩表现HDR)
- HARDWARE Android 8.0 新增 (Bitmap直接存储在graphic memory)
一般情况下，我们不会使用 ALPHA_8 他只存储透明度，没啥用处。对于 ARGB_4444 它的画质又太感人了，ARGB_8888 画质高但是占内存，RGB_565 还行，就是不可以设置透明度。
注意以下三点即可:
- 一般情况下用 ARGB_8888 格式存储 Bitmap
- ARGB_4444 画面惨不忍睹，被弃用
- 假如对图片没有透明度要求，可以使用 RGB_565,比ARGB_8888 节省一半的内存开销
2、压缩格式
如果一张和手机屏幕大小一样的Bitmap图片，采用ARGB_8888格式存储需要多大的内存呢？
按照1024*768的分辨率图片来计算，每个像素需要32位也就是4个字节，
result = 1024*768*32B=25165824B=3MB
一张手机屏幕大小的Bitmap图片竟然要3M? 那就不奇怪我的app为什么一直闪退了，只不过用for循环创建了几十个用在滑动列表里面。
所以我们必须要对图片进行压缩呀，压缩格式使用枚举类Bitmap.CompressFormat
Bitmap.CompressFormat.JPEG:采用JPEG压缩算法，是一种有损压缩格式，会在压缩过程中改变图像原本质量，画质越差，对原来的图片质量损伤越大，但是得到的文件比较小，而且JPEG不支持透明度，当遇到透明度像素时，会以黑色背景填充。
Bitmap.CompressFormat.PNG:采用PNG算法，是一种支持透明度的无损压缩格式。
Bitmap.CompressFormat.WEBP:WEBP是一种同时提供了有损压缩和无损压缩的图片文件格式，在14<=api<=17时，WEBP是一种有损压缩格式，而且不支持透明度，在api18以后WEBP是一种无损压缩格式，而且支持透明度，有损压缩时，在质量相同的情况下，WEBP格式的图片体积比JPEG小40%，但是编码时间比JPEG长8倍。在无损压缩时，无损的WEBP图片比PNG压缩小26%，但是WEBP的压缩时间是PNG格式压缩时间的5倍。
三、Bitmap创建方法
我们如何创建一个 Bitamap 对象呢？Google 给我们提供了两种方式：
- Bitmap 的静态方法 createBitmap(XX)
- BitmapFactory 的 decodeXX 系列静态方法
BitmapFactory提供了多种创建bitmap的静态方法，decodeFile、 decodeResource、decodeStream和decodeByteArray,分别用于支持从文件系统、资源、输入流以及字节数组中加载出一个Bitmap对象，其中decodeFile和decodeResource又间接调用了decodeStream方法，这四类方法最终是在Android的底层实现的，对应着BitmapFactory类的几个native 方法。
1、 Bitmap.Options类
如何高效地加载bitmap?
通过BitmapFactory.Options按一定的采样率来加载缩小后的图片，将缩小后的图片在ImageView中显示，这样就会降低内存占用从而在一定程度上避免OOM，提高了Bitmap 加载时的性能。
采样率解释：
BitmapFactory提供的加载图片的四类方法都支持BitmapFactory.Options参数
通过BitmapFactory.Options 来缩放图片，主要用到了inSampleSize参数，即采样率。
当inSampleSize为1时，采样后的图片大小为图片的原始大小;
当inSampleSize大于1时，比如为2,那么采样后的图片其宽/高均为原图大小的1/2,而像素数为原图的1/4,其占有的内存大小也为原图的1/4。
拿一张1024×1024像素的图片来说，假定采用ARGB8888格式存储，那么它占有的内存为1024×1024×4即4MB，如果inSampleSize为2，那么采样后的图片其内存占用只有512×512×4，即1MB。
采样率同时作用于宽/高，这将导致缩放后的图片大小以采样率的2次方形式递减，即缩放比例为1/ (inSampleSize的2次方)
比如inSampleSize为4,那么缩放比例就是1/16。
有一种特殊情况，那就是当inSampleSize 小于1时，其作用相当于1,即无缩放效果。
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream(filePath);
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inJustDecodeBounds = true;
// 设置inJustDecodeBounds为true后，再使用decodeFile()等方法，并不会真正的分配空间，
//即解码出来的Bitmap为null，但是可计算出原始图片的宽度和高度，即options.outWidth和options.outHeight
BitmapFactory.decodeFileDescriptor(fis.getFD(), null, options);
float srcWidth = options.outWidth;
float srcHeight = options.outHeight;
int inSampleSize = 1;
if (srcHeight > height || srcWidth > width) {
if (srcWidth > srcHeight) {
inSampleSize = Math.round(srcHeight / height);
} else {
inSampleSize = Math.round(srcWidth / width);
}
}
options.inJustDecodeBounds = false;
options.inSampleSize = inSampleSize;
return BitmapFactory.decodeFileDescriptor(fis.getFD(), null, options);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
过程说明：
(1) 将BitmapFactory.Options的inJustDecodeBounds参数设为true并加载图片。该参数为true时，BitmapFactory只会解析图片的原始宽高信息，不会去真正加载图片，同时获取到的信息和图片的位置与程序运行的设备有关
(2) 从BitmapFactory.Options 中取出图片的原始宽高信息，它们对应于outWidth 和outHeight参数。
(3) 根据采样率的规则并结合目标View的所需大小计算出采样率inSampleSize.
(4) 将BitmapFactory.Options 的inJustDecodeBounds 参数设为false, 然后重新加载图片。
2、Bitmap静态方法
//width和height是长和宽单位px,config是存储格式
static Bitmap createBitmap(int width , int height Bitmap.Config config)
// 根据一幅图像创建一份一模一样的实例
static Bitmap createBitmap(Bitmap bm)
//截取一幅bitmap，起点是（x，y）,width和height分别对应宽高
static Bitmap createBitmap(Bitmap bm,int x,int y,int width,int height)
//比上面的裁剪函数多了两个参数，Matrix:给裁剪后的图像添加矩阵 boolean filter:是否给图像添加滤波效果
static Bitmap createBitmap(Bitmap bm,int x,int y,int width,int height，Matrix m,boolean filter);
//用于缩放bitmap,dstWidth和dstHeight分别是目标宽高
createScaledBitmap(Bitmap bm,int dstWidth,int dstHeight,boolean filter)
这些方法大致可以分为三类：
【1】根据已有的Bitmap来创建新Bitmap
/**
* 通过矩阵的方式，返回原始 Bitmap 中的一个不可变子集。新 Bitmap 可能返回的就是原始的 Bitmap，也可能还是复制出来的。
* 新 Bitmap 与原始 Bitmap 具有相同的密度（density）和颜色空间;
*
* @param source 原始 Bitmap
* @param x 在原始 Bitmap 中 x方向的其起始坐标（你可能只需要原始 Bitmap x方向上的一部分）
* @param y 在原始 Bitmap 中 y方向的其起始坐标（你可能只需要原始 Bitmap y方向上的一部分）
* @param width 需要返回 Bitmap 的宽度（px）（如果超过原始Bitmap宽度会报错）
* @param height 需要返回 Bitmap 的高度（px）（如果超过原始Bitmap高度会报错）
* @param m Matrix类型，表示需要做的变换操作
* @param filter 是否需要过滤，只有 matrix 变换不只有平移操作才有效
*/
public static Bitmap createBitmap(@NonNull Bitmap source, int x, int y, int width, int height,@Nullable Matrix m, boolean filter)
【2】通过像素点数组创建空的Bitmap
/**
*
* 返回具有指定宽度和高度的不可变位图，每个像素值设置为colors数组中的对应值。
* 其初始密度由给定的确定DisplayMetrics。新创建的位图位于sRGB 颜色空间中。
* @param display 显示将显示此位图的显示的度量标准
* @param colors 用于初始化像素的sRGB数组
* @param offset 颜色数组中第一个颜色之前要跳过的值的数量
* @param stride 行之间数组中的颜色数（必须> = width或<= -width）
* @param width 位图的宽度
* @param height 位图的高度
* @param config 要创建的位图配置。如果配置不支持每像素alpha（例如RGB_565），
* 那么colors []中的alpha字节将被忽略（假设为FF）
*/
public static Bitmap createBitmap(@NonNull DisplayMetrics display,
@NonNull @ColorInt int[] colors, int offset, int stride,
int width, int height, @NonNull Config config)
【3】 创建缩放的Bitmap
/**
* 对Bitmap进行缩放，缩放成宽 dstWidth、高 dstHeight 的新Bitmap
*/
public static Bitmap createScaledBitmap(@NonNull Bitmap src, int dstWidth, int dstHeight,boolean filter)
3、创建Bitmap的总结
- 加载图像可以使用BitmapFactory和Bitmap.create系列方法
- 可以通过Options实现缩放图片，获取图片信息，配置缩放比例等功能
- 如果需要裁剪或者缩放图片，只能使用create系列函数
- 注意加载和创建bitmap事通过try catch捕捉OOM异常
四、常见函数
1、函数及其参数
copy(Config config,boolean isMutable)
//根据原图像创建一个副本，但可以指定副本的像素存储格式参数含义。
// config:像素在内存中的存储格式，但可以指定副本的像素存储格式
// boolean isMutable:新建的bitmap是否可以修改其中的像素值
extractAlpha()//主要作用是从bitmap中获取Alpha值，生成一幅只有Alpha值得图像，存储格式是ALPHA_8
getByteCount()//获取bitmap的字节数
recycle()://不用的bitmap必须要及时回收，以免造成oom
isRecycled()//判断bitmap是否被回收，被收回不可使用会造成crash
综合案例演示
String items[] = {"copy","extractAlpha 1","extractAlpha 2","bitmap大小","recycle","isRecycled()"};
ArrayAdapter<String> adapter = new ArrayAdapter<>(this, android.R.layout.simple_spinner_item,items);
adapter.setDropDownViewResource(android.R.layout.simple_spinner_dropdown_item);
spinner.setAdapter(adapter);
spinner.setOnItemSelectedListener(new AdapterView.OnItemSelectedListener() {
@Override
public void onItemSelected(AdapterView<?> parent, View view, int position, long id) {
switch (position){
case 0:
//copy
Bitmap bm = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.photo);
Bitmap copy = bm.copy(Bitmap.Config.ARGB_8888, true);
imageView.setImageBitmap(copy);
bm.recycle();
break;
case 1:
//extractAlpha 不带参数
Bitmap bp = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.photo);
Bitmap alpha = bp.extractAlpha();
imageView.setImageBitmap(alpha);
bp.recycle();
break;
case 2:
//extractAlpha 带参数
Bitmap bp1 = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.photo);
Paint paint = new Paint();
BlurMaskFilter blurMaskFilter = new BlurMaskFilter(6, BlurMaskFilter.Blur.NORMAL);
paint.setMaskFilter(blurMaskFilter);
int[] offsetXY = new int[2];
Bitmap alpha1 = bp1.extractAlpha(paint, offsetXY);
imageView.setImageBitmap(alpha1);
break;
case 3:
//获取bitmap大小
Bitmap b = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.photo);
Toast.makeText(getApplicationContext(), "图片大小为："+b.getByteCount()+"字节", Toast.LENGTH_SHORT).show();
break;
case 4:
//回收bitmap
Bitmap b1 = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.photo);
b1.recycle();
if(b1.isRecycled()){
Toast.makeText(getApplicationContext(), "已经被回收", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
//isRecycled()判断是否被回收
break;
}
}
@Override
public void onNothingSelected(AdapterView<?> parent) {}
});
2、常用操作
【1】裁剪、缩放、旋转、移动
Matrix matrix = new Matrix();
// 缩放
matrix.postScale(0.8f, 0.9f);
// 左旋，参数为正则向右旋
matrix.postRotate(-45);
// 平移, 在上一次修改的基础上进行再次修改 set 每次操作都是最新的 会覆盖上次的操作
matrix.postTranslate(100, 80);
// 裁剪并执行以上操作
Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(source, 0, 0, source.getWidth(), source.getHeight(), matrix, true);
【2】保存与释放
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.test);
File file = new File(getFilesDir(),"test.jpg");
if(file.exists()){
file.delete();
}
try {
FileOutputStream outputStream=new FileOutputStream(file);
bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG,90,outputStream);
outputStream.flush();
outputStream.close();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
//释放bitmap的资源，这是一个不可逆转的操作
bitmap.recycle();
【3】图片压缩
public static Bitmap compressImage(Bitmap image) {
if (image == null) {
return null;
}
ByteArrayOutputStream baos = null;
try {
baos = new ByteArrayOutputStream();
image.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, baos);
byte[] bytes = baos.toByteArray();
ByteArrayInputStream isBm = new ByteArrayInputStream(bytes);
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(isBm);
return bitmap;
} catch (OutOfMemoryError e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
if (baos != null) {
baos.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return null;
}
五、常见问题
1、Bitmap与Canvas，View，Drawable的关系
2、使用Bitmap如何造成内存溢出的？
个人认为，Bitmap容易造成内存溢出是由于位图较大，一张屏幕大小的ARGB_8888存储格式的图片竟然有24M,如果有几个这种量级的图片在内存中，并且没有及时回收，那会非常容易造成OOM
3、怎么解决或者避免Bitmap内存溢出？
- 我们可以对位图进行压缩，压缩手段有PNG,JPEG,WEBP
- 对不使用的Bitmap一定要及时回收。
- 在创建Bitmap时使用try catch步骤OOM异常，使程序更健壮，即使发生了OOM也不会闪退，造成不好的使用体验.
4、Bitmap与Drawable的转换
【1】 Drawable转换成Bitmap
public static Bitmap drawableToBitmap(Drawable drawable) {
// 取 drawable 的长宽
int w = drawable.getIntrinsicWidth();
int h = drawable.getIntrinsicHeight();
// 取 drawable 的颜色格式
Bitmap.Config config = drawable.getOpacity() != PixelFormat.OPAQUE ? Bitmap.Config.ARGB_8888 : Bitmap.Config.RGB_565;
// 建立对应 bitmap
Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(w, h, config);
// 建立对应 bitmap 的画布
Canvas canvas = new Canvas(bitmap);
drawable.setBounds(0, 0, w, h);
// 把 drawable 内容画到画布中
drawable.draw(canvas);
return bitmap;
}
2、Bitmap转换成Drawable
Bitmap bm=Bitmap.createBitmap(xxx);
BitmapDrawable bd= new BitmapDrawable(getResource(), bm);