一、像素密度对解码图片的影响

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在之前讲内存占用的博客中 【Android 内存优化】Bitmap 内存占用计算 ( Bitmap 图片内存占用分析 | Bitmap 内存占用计算 | Bitmap 不同像素密度间的转换 ) , 讲到从不同的像素密度资源中获取图片 , 其解码后的大小不同 ;

在上述博客最后从不同像素密度 , 加载 1990 x 1020 大小的图片 , 解码出来分别是如下结果 :

• hdpi : 宽 3483 , 高 1785 , 占用内存 24868620 字节 ;
• mdpi : 宽 5224 , 高 2678 , 占用内存 55959488 字节 ; 从 drawable 默认目录中读取也是这个配置 ;
• xhdpi : 宽 2612 , 高 1339 , 占用内存 13989872 字节 ;
• xxhdpi : 宽 1741 , 高 893 , 占用内存 6218852 字节 ;
• xxxhdpi : 宽 1306 , 高 669 , 占用内存 3494856 字节 ;

详细的计算过程查看上述博客 , 这里不再详述 ;

Bitmap 解码尺寸计算公式如下 :

$加载到内存中的宽或高像素值 = 实际宽或高像素值 \times \dfrac{本机像素密度}{图片存放的目录对应的像素密度}$

二、不考虑像素密度会导致图片缩小尺寸不准确

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目前 R.drawable.blog 图片在 drawable 目录中存放 , 其代表的像素密度前缀是 mdpi ;

从该 drawable 目录中读取的资源 densityDpi 值为 DENSITY_MEDIUM = 160, 当前的 Pixel 2 手机屏幕密度 density = 2.625 , 屏幕像素密度 densityDpi = 420 ;

在博客 【Android 内存优化】Bitmap 图像尺寸缩小 ( 设置 Options 参数 | inJustDecodeBounds | inSampleSize | 工具类实现 ) 中出现如下问题 :

明明在代码中设置了宽高最大值时 100 x 100 , 解码出来的图片居然是 , 程序解析错了 ?

        Bitmap reduceSizeBitmap = BitmapSizeReduce.getResizedBitmap(this, R.drawable.blog,100, 100 , false , null);

解码结果 : 解码出来的宽度 163 像素 , 高度 81 像素 , 明显出现问题了 ;

2020-06-30 22:04:22.959 3766-3766/? I/Bitmap: blog : 5224 , 2678 , 55959488
2020-06-30 22:04:22.960 3766-3766/? W/BitmapSizeReduce: getResizedBitmap inSampleSize=32
2020-06-30 22:04:22.980 3766-3766/? I/Bitmap: reduceSizeBitmap : 163 , 81 , 26406

原因说明 :

在设置了 options.inJustDecodeBounds = true 选项后 , 使用 BitmapFactory.decodeResource(resources, iamgeResId, options) 解码出的图片参数 , 是图片的实际参数 , 即 1990 x 1020 , 此时按照该实际参数进行了图片解码 , 计算图片缩小值 inSampleSize = 32 , 此时是可以将图片宽高都缩小到 100 的 , 缩小后的图片宽高是 62 x 32 ;

如果从真实的图像解码 , 会将像素密度解码考虑进去 , 这里从 mdpi 资源中解码图片 , 实际的解码出来的大小是 5224 x 2678 , 如果将该值缩小 32 倍 , 肯定无法到达宽高都小于 100 像素 , 这里得到的图片大小事 163 x 81 ;

三、DisplayMetrics 源码阅读、研究手机资源获取规则

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仔细阅读 DisplayMetrics 中的代码 , 可以看到不同像素密度的手机的资源来源 , 基本上是获取其向上取整屏幕密度的资源 , 如果当前手机 densityDpi = 420 , 其处于 DENSITY_XHIGH 与 DENSITY_XXHIGH 之间 , 那么就会优先读取 DENSITY_XXHIGH 对应 xxhdpi 中的资源 , 这也是为了保证图片清晰度设定的策略 ;

规则 : 当手机的屏幕像素密度处于两个标准量化值之间 , 那么会自动选取高的标准量化值对应的资源缩小后使用 ;

public class DisplayMetrics {// 低密度屏幕标准量化值 , 对应 ldpi , 现在基本不使用public static final int DENSITY_LOW = 120;// DENSITY_LOW 与 DENSITY_MEDIUM 之间的密度  // 应用程序中不用考虑为这些像素密度准备资源  // 该密度的手机由系统自动缩放 DENSITY_MEDIUM 对应的资源使用public static final int DENSITY_140 = 140;// 中等密度屏幕标准量化值 , 对应 mdpi public static final int DENSITY_MEDIUM = 160;	// DENSITY_MEDIUM 与 DENSITY_HIGH 之间的密度  // 应用程序中不用考虑为这些像素密度准备资源   // 该密度的手机由系统自动缩放 DENSITY_HIGH 对应的资源使用public static final int DENSITY_180 = 180;		public static final int DENSITY_200 = 200;public static final int DENSITY_TV = 213;public static final int DENSITY_220 = 220;// 高密度屏幕标准量化值 , 对应 hdpi public static final int DENSITY_HIGH = 240;// DENSITY_HIGH 与 DENSITY_XHIGH 之间的密度 // 应用程序中不用考虑为这些像素密度准备资源  // 该密度的手机由系统自动缩放 DENSITY_XHIGH  对应的资源使用public static final int DENSITY_260 = 260;public static final int DENSITY_280 = 280;public static final int DENSITY_300 = 300;// 超高密度屏幕标准量化值 , 对应 xhdpi public static final int DENSITY_XHIGH = 320;// DENSITY_XHIGH 与 DENSITY_XXHIGH 之间的密度 // 应用程序中不用考虑为这些像素密度准备资源  // 该密度的手机由系统自动缩放 DENSITY_XXHIGH 对应的资源使用public static final int DENSITY_340 = 340;public static final int DENSITY_360 = 360;public static final int DENSITY_400 = 400;public static final int DENSITY_420 = 420;public static final int DENSITY_440 = 440;public static final int DENSITY_450 = 450;// 超超高密度屏幕标准量化值 , 对应 xxhdpi public static final int DENSITY_XXHIGH = 480;// DENSITY_XXHIGH 与 DENSITY_XXXHIGH 之间的密度 // 应用程序中不用考虑为这些像素密度准备资源  // 该密度的手机由系统自动缩放 DENSITY_XXXHIGH 对应的资源使用public static final int DENSITY_560 = 560;public static final int DENSITY_600 = 600;// 超超超高密度屏幕标准量化值 , 对应 xxxhdpi public static final int DENSITY_XXXHIGH = 640;public static final int DENSITY_DEFAULT = DENSITY_MEDIUM;public static final float DENSITY_DEFAULT_SCALE = 1.0f / DENSITY_DEFAULT;public static int DENSITY_DEVICE = getDeviceDensity();public static final int DENSITY_DEVICE_STABLE = getDeviceDensity();// 省略一万行代码 ... 
}

四、像素密度参数设置取值 ( inDensity | inTargetDensity | setDensity )

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在 Bitmap 操作过程中 , 需要设置一系列与像素密度相关的取值 , 如 inDensity , inTargetDensity , setDensity 等值 ;

这些值设置的是 densityDpi 值 , 定义在 DisplayMetrics 中 ;

就是上述的 DENSITY_LOW 到 DENSITY_XXXHIGH 之间的一系列常量值 , 取值范围 120 ~ 640 ;

五、inDensity 与 inTargetDensity 设置

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这两个值都是 BitmapFactory.Options 中设置的值 ;

① inDensity 像素密度值 : 设置该值会导致被返回的图像会被强制设置一个像素密度值 , 相当于设置了图片来自于哪个像素密度的资源 ;

② inTargetDensity 目标像素密度值 : 表示要缩放到的目标图像像素密度值 , 该值需要结合 inScaled 值使用 , 如果同时设置了 inScaled = true , 和 inDensity 像素密度值 , 在图像返回时 , 会自动将图像按照 inDensity 向 inTargetDensity 缩放 ;

        // 设置图片的来源方向的像素密度 , 如设置 options.inDensity = decodeDensityDpi;// 设置图片的目标方向的像素密度options.inTargetDensity = decodeDensityDpi;// 设置图片解码可缩放 , 该配置与上述两个配置结合使用options.inScaled = true;

六、新的图片缩小工具类代码 ( 在原基础上添加了像素密度控制 )

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package kim.hsl.bm.utils;import android.content.Context;
import android.content.res.Resources;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.util.Log;/*** Bitmap 尺寸缩小*/
public class BitmapSizeReduce {private static final String TAG = "BitmapSizeReduce";/*** 获取指定尺寸于鏊求的 Bitmap 对象* 该方法有缺陷 , 计算值的时候没有考虑像素密度* 如果从不同像素密度的资源文件中加载* 可能计算出的值与指定的 maxBitmapWidth maxBitmapHeight 略有出入** @param context           上下文对象* @param iamgeResId        要解析的图片资源 id* @param maxBitmapWidth    Bitmap 的最大宽度* @param maxBitmapHeight   Bitmap 的最大高度* @param hasAlphaChannel   是否包含 ALPHA 通道, 即透明度信息* @param inBitmap          复用的 Bitmap, 将新的 Bitmap 对象解析到该 Bitmap 内存中* @return  返回新的 Bitmap 对象*/public static Bitmap getResizedBitmap(Context context,int iamgeResId, int maxBitmapWidth, int maxBitmapHeight,boolean hasAlphaChannel, Bitmap inBitmap){// 0. 声明方法中使用的局部变量// 用于解析资源Resources resources = context.getResources();// 为图像指定解码的 像素密度int decodeDensityDpi = resources.getDisplayMetrics().densityDpi;// Bitmap 图片加载选项BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();// 图片宽度int imageWidth;// 图片高度int imageHeight;/*根据 图片宽度 imageWidth , 图片高度 imageHeight ,最大宽度 maxBitmapWidth , 最大高度 maxBitmapHeight ,计算出的图片缩放系数 , 该值最终要设置到 BitmapFactory.Options 对象中*/int inSampleSize = 1;// 1. 解析图片参数 : 该阶段不解析所有的数据 , 否则会将实际的图片数据解析到内存中 , 这里只解析图片的宽高信息/*设置 inJustDecodeBounds 为 true , 解析器会返回 null但是 outXxx 字段会被设置对应的图片属性值 ,如 : outWidth 输出图像的 宽度 , outHeight 输出高度 , outMimeType 输出类型 ,outConfig 像素格式 , outColorSpace 输出颜色空间*/options.inJustDecodeBounds = true;// 设置图片的来源方向的像素密度 , 如设置options.inDensity = decodeDensityDpi;// 设置图片的目标方向的像素密度options.inTargetDensity = decodeDensityDpi;// 设置图片解码可缩放 , 该配置与上述两个配置结合使用options.inScaled = true;/*由于设置了 inJustDecodeBounds = true , 该方法返回值为空 ;但是传入的 BitmapFactory.Options 对象中的 outXxx 字段都会被赋值 ;如 outWidth , outHeight , outConfig , outColorSpace 等 ;可以获取该图片的宽高 , 像素格式 , 颜色空间等信息*/BitmapFactory.decodeResource(resources, iamgeResId, options);// 获取 iamgeResId 图片资源对应的图片宽度imageWidth = options.outWidth;// 获取 iamgeResId 图片资源对应的图片高度imageHeight = options.outHeight;// 打印解码后的宽高值Log.w(TAG, "getResizedBitmap options.outWidth=" + options.outWidth +" , options.outHeight=" + options.outHeight);// 2. 计算图片缩小比例/*计算缩小的比例宽度和高度只要存在一个大于限定的最大值时 , 就进行缩小操作要求指定的图片必须能放到 maxBitmapWidth 宽度 , maxBitmapHeight 高度的矩形框中最终要求就是 宽度必须小于 maxBitmapWidth, 同时高度也要小于 maxBitmapHeight*/if(imageWidth > maxBitmapWidth || imageHeight > maxBitmapHeight){// 如果需要启动缩小功能 , 那么进入如下循环 , 试探最小的缩放比例是多少while ( imageWidth / inSampleSize > maxBitmapWidth ||imageHeight / inSampleSize > maxBitmapHeight ){// 注意该值必须是 2 的幂次方值 , 1 , 2 , 4 , 8 , 16 , 32 , 64inSampleSize = inSampleSize * 2;}// 执行到此处 , 说明已经找到了最小的缩放比例 , 打印下最小比例Log.w(TAG, "getResizedBitmap inSampleSize=" + inSampleSize);}// 3. 设置图像解码参数/*inSampleSize 设置大于 1 : 如果值大于 1 , 那么就会缩小图片 ;解码器操作 : 此时解码器对原始的图片数据进行子采样 , 返回较小的 Bitmap 对象 ;样本个数 : 样本的大小是在两个维度计算的像素个数 , 每个像素对应一个解码后的图片中的单独的像素点 ;样本个数计算示例 :如果 inSampleSize 值为 2 , 那么宽度的像素个数会缩小 2 倍 , 高度也会缩小两倍 ;整体像素个数缩小 4 倍 , 内存也缩小了 4 倍 ;小于 1 取值 : 如果取值小于 1 , 那么就会被当做 1 , 1 相当于 2 的 0 次方 ;取值要求 : 该值必须是 2 的幂次方值 , 2 的次方值 , 如 1 , 2 , 4 , 8 , 16 , 32如果出现了不合法的值 , 就会就近四舍五入到最近的 2 的幂次方值*/options.inSampleSize = inSampleSize;// 用户设置的是否保留透明度选项 , 如果不保留透明度选项 , 设置像素格式为 RGB_565// 每个像素占 2 字节内存if (!hasAlphaChannel){/*指定配置解码 : 如果配置为非空 , 解码器会将 Bitmap 的像素解码成该指定的非空像素格式 ;自动匹配配置解码 : 如果该配置为空 , 或者像素配置无法满足 , 解码器会尝试根据系统的屏幕深度 ,源图像的特点 , 选择合适的像素格式 ;如果源图像有透明度通道 , 那么自动匹配的默认配置也有对应通道 ;默认配置 : 默认使用 ARGB_8888 进行解码*/options.inPreferredConfig = Bitmap.Config.RGB_565;}/*注意解码真实图像的时候 , 要将 inJustDecodeBounds 设置为 false否则将不会解码 Bitmap 数据 , 只会将outWidth , outHeight , outConfig , outColorSpace 等 outXxx 图片参数解码出来*/options.inJustDecodeBounds = false;/*设置图片可以被复用*/options.inMutable = true;/*如果设置了一个 Bitmap 对象给 inBitmap 参数解码方法会获取该 Bitmap 对象 , 当加载图片内容时 , 会尝试复用该 Bitmap 对象的内存如果解码方法无法复用该 Bitmap 对象 , 解码方法可能会抛出 IllegalArgumentException 异常 ;当前的实现是很有必要的 , 被复用的图片必须是可变的 , 解码后的 Bitmap 对象也是可变的 ,即使当解码一个资源图片时 , 经常会得到一个不可变的 Bitmap 对象 ;确保是否解码成功 :该解码方法返回的 Bitmap 对象是可以使用的 ,鉴于上述约束情况 和 可能发生的失败故障 , 不能假定该图片解码操作是成功的 ;检查解码返回的 Bitmap 对象是否与设置给 Options 对象的 inBitmap 相匹配 ,来判断该 inBitmap 是否被复用 ;不管有没有复用成功 , 你应该使用解码函数返回的 Bitmap 对象 , 保证程序的正常运行 ;与 BitmapFactory 配合使用 :在 KITKAT 以后的代码中 , 只要被解码生成的 Bitmap 对象的字节大小 ( 缩放后的 )小于等于 inBitmap 的字节大小 , 就可以复用成功 ;在 KITKAT 之前的代码中 , 被解码的图像必须是JPEG 或 PNG 格式 ,并且 图像大小必须是相等的 ,inssampleSize 设置为 1 ,才能复用成功 ;另外被复用的图像的 像素格式 Config ( 如 RGB_565 ) 会覆盖设置的 inPreferredConfig 参数*/options.inBitmap = inBitmap;// 4. 解码图片 , 并返回被解码的图片return BitmapFactory.decodeResource(resources, iamgeResId, options);}}

执行结果 :

2020-07-01 11:17:31.389 12350-12350/kim.hsl.bm I/Bitmap: blog : 5224 , 2678 , 55959488
2020-07-01 11:17:31.390 12350-12350/kim.hsl.bm W/BitmapSizeReduce: getResizedBitmap options.outWidth=1990 , options.outHeight=1020
2020-07-01 11:17:31.390 12350-12350/kim.hsl.bm W/BitmapSizeReduce: getResizedBitmap inSampleSize=32
2020-07-01 11:17:31.413 12350-12350/kim.hsl.bm I/Bitmap: reduceSizeBitmap : 62 , 31 , 3844

顺利将图片的宽高都缩小为 100 像素以下 ;

七、GitHub 地址

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BitmapMemory