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iOS下的图片处理与性能优化
本文针对多媒体数据的一种―――图片，介绍下图片的常见格式，它们如何在移动平台上被传输、存储和展示，以及优化图片显示性能的一种方法：强制子线程解码。
作者：钱凯来源：| 07:41
移动开发中我们经常和多媒体数据打交道，对这些数据的解析往往需要耗费大量资源，属于常见的性能瓶颈。
本文针对多媒体数据的一种&&&图片，介绍下图片的常见格式，它们如何在移动平台上被传输、存储和展示，以及优化图片显示性能的一种方法：强制子线程解码。
图片在计算机世界中怎样被存储和表示?
图片和其他所有资源一样，在内存中本质上都是0和1的二进制数据，计算机需要将这些原始内容渲染成人眼能观察的图片，反过来，也需要将图片以合适的形式保存在存储器或者在网络上传送。
下面是一张图片在硬盘中的原始十六进制表示：
这种将图片以某种规则进行二进制编码的方式，就是图片的格式。
常见的图片格式
图片的格式有很多种，除了我们熟知的 JPG、PNG、GIF，还有Webp，BMP，TIFF，CDR 等等几十种，用于不同的场景或平台。
这些格式可以分为两大类：有损压缩和无损压缩。
有损压缩：相较于颜色，人眼对光线亮度信息更为敏感，基于此，通过合并图片中的颜色信息，保留亮度信息，可以在尽量不影响图片观感的前提下减少存储体积。顾名思义，这样压缩后的图片将会永久损失一些细节。最典型的有损压缩格式是
无损压缩：和有损压缩不同，无损压缩不会损失图片细节。它降低图片体积的方式是通过索引，对图片中不同的颜色特征建立索引表，减少了重复的颜色数据，从而达到压缩的效果。常见的无损压缩格式是
png，gif。
除了上述提到的格式，有必要再简单介绍下 webp 和 bitmap这两种格式:
作为主流的网络图片标准可以向上追溯到九十年代初期，已经十分古老了。所以谷歌公司推出了Webp标准意图替代陈旧的jpg，以加快网络图片的加载速度，提高图片压缩质量。
webp 同时支持有损和无损两种压缩方式，压缩率也很高，无损压缩后的 webp 比 png 少了45%的体积，相同质量的 webp 和
jpg，前者也能节省一半的流量。同时 webp 还支持动图，可谓图片压缩格式的集大成者。
webp 的缺点是浏览器和移动端支持还不是很完善，我们需要引入谷歌的 libwebp 框架，编解码也会消耗相对更多的资源。
bitmap：bitmap
又叫位图文件，它是一种*非压缩*的图片格式，所以体积非常大。所谓的非压缩，就是图片每个像素的原始信息在存储器中依次排列，一张典型的像素的
bitmap 图片，每个像素由 RGBA 四个字节表示颜色，那么它的体积就是 1920 * 1080 * 4 = 1012.5kb。
由于 bitmap 简单顺序存储图片的像素信息，它可以不经过解码就直接被渲染到 UI 上。实际上，其它格式的图片一般都需要先被首先解码为
bitmap，然后才能渲染到界面上。
如何判断图片的格式?
在一些场景中，我们需要手动去判断图片数据的格式，以进行不同的处理。一般来说，只要拿到原始的二进制数据，根据不同压缩格式的编码特征，就可以进行简单的分类了。以下是一些图片框架的常用实现，可以复制使用：
+&(XRImageFormat)imageFormatForImageData:(nullable&NSData&*)data&{&&&&&&&if&(!data)&{&&&&&&&&&return&XRImageFormatU&&&&&}&&&&&&&&&&uint8_t&c;&&&&&[data&getBytes:&c&length:1];&&&&&switch&(c)&{&&&&&&&&&case&0xFF:&&&&&&&&&&&&&return&XRImageFormatJPEG;&&&&&&&&&case&0x89:&&&&&&&&&&&&&return&XRImageFormatPNG;&&&&&&&&&case&0x47:&&&&&&&&&&&&&return&XRImageFormatGIF;&&&&&&&&&case&0x49:&&&&&&&&&case&0x4D:&&&&&&&&&&&&&return&XRImageFormatTIFF;&&&&&&&&&case&0x52:&&&&&&&&&&&&&&if&(data.length&&&12)&{&&&&&&&&&&&&&&&&&return&XRImageFormatU&&&&&&&&&&&&&}&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&NSString&*testString&=&[[NSString&alloc]&initWithData:[data&subdataWithRange:NSMakeRange(0,&12)]&encoding:NSASCIIStringEncoding];&&&&&&&&&&&&&if&([testString&hasPrefix:@&RIFF&]&&&&[testString&hasSuffix:@&WEBP&])&{&&&&&&&&&&&&&&&&&return&XRImageFormatWebP;&&&&&&&&&&&&&}&&&&&}&&&&&return&XRImageFormatU&}&
UIImageView 的性能瓶颈
如上文所说，大部分格式的图片，都需要被首先解码为bitmap，然后才能渲染到UI上。
UIImageView 显示图片，也有类似的过程。实际上，一张图片从在文件系统中，到被显示到 UIImageView，会经历以下几个步骤：
分配内存缓冲区和其它资源。
从磁盘拷贝数据到内核缓冲区
从内核缓冲区复制数据到用户空间
生成UIImageView，把图像数据赋值给UIImageView
将压缩的图片数据，解码为位图数据(bitmap)，如果数据没有字节对齐，Core Animation会再拷贝一份数据，进行字节对齐。
CATransaction捕获到UIImageView layer树的变化，主线程Runloop提交CATransaction，开始进行图像渲染
GPU处理位图数据，进行渲染。
由于 UIKit 的封装性，这些细节不会直接对开发者展示。实际上，当我们调用[UIImage imageNamed:@&xxx&]后，UIImage
中存储的是未解码的图片，而调用 [UIImageView setImage:image]后，会在主线程进行图片的解码工作并且将图片显示到 UI
上，这时候，UIImage 中存储的是解码后的 bitmap 数据。
而图片的解压缩是一个非常消耗 CPU 资源的工作，如果我们有大量的图片需要展示到列表中，将会大大拖慢系统的响应速度，降低运行帧率。这就是
UIImageView 的一个性能瓶颈。
解决性能瓶颈：强制解码
如果 UIImage
中存储的是已经解码后的数据，速度就会快很多，所以优化的思路就是：在子线程中对图片原始数据进行强制解码，再将解码后的图片抛回主线程继续使用，从而提高主线程的响应速度。
我们需要使用的工具是 Core Graphics 框架的 CGBitmapContextCreate 方法和相关的绘制函数。总体的步骤是：
A. 创建一个指定大小和格式的 bitmap context。
B. 将未解码图片写入到这个 context 中，这个过程包含了*强制解码*。
C. 从这个 context 中创建新的 UIImage 对象，返回。
下面是 SDWebImage 实现的核心代码，编号对应的解析在下文中：
//&1.&CGImageRef&imageRef&=&image.CGI&&//&2.&CGColorSpaceRef&colorspaceRef&=&[UIImage&colorSpaceForImageRef:imageRef];&&&&&&&&&&size_t&width&=&CGImageGetWidth(imageRef);&size_t&height&=&CGImageGetHeight(imageRef);&&//&3.&size_t&bytesPerRow&=&4&*&&&//&4.&CGContextRef&context&=&CGBitmapContextCreate(NULL,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&width,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&height,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&kBitsPerComponent,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&bytesPerRow,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&colorspaceRef,&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&kCGBitmapByteOrderDefault|kCGImageAlphaNoneSkipLast);&if&(context&==&NULL)&{&&&&&return&&}&&&&&&&&&&//&5.&CGContextDrawImage(context,&CGRectMake(0,&0,&width,&height),&imageRef);&&//&6.&CGImageRef&newImageRef&=&CGBitmapContextCreateImage(context);&&//&7.&UIImage&*newImage&=&[UIImage&imageWithCGImage:newImageRef&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&scale:image.scale&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&orientation:image.imageOrientation];&&CGContextRelease(context);&CGImageRelease(newImageRef);&&return&newI&
对上述代码的解析：
1、从 UIImage 对象中获取 CGImageRef 的引用。这两个结构是苹果在不同层级上对图片的表示方式，UIImage 属于 UIKit，是 UI
层级图片的抽象，用于图片的展示;CGImageRef 是 QuartzCore
中的一个结构体指针，用C语言编写，用来创建像素位图，可以通过操作存储的像素位来编辑图片。这两种结构可以方便的互转：
//&CGImageRef&转换成&UIImage&CGImageRef&imageRef&=&CGBitmapContextCreateImage(context);&UIImage&*image&=&[UIImage&imageWithCGImage:imageRef];&&&//&UIImage&转换成&CGImageRef&UIImage&*image=[UIImage&imageNamed:@&xxx&];&CGImageRef&imageRef=loadImage.CGI&
2、调用 UIImage 的 +colorSpaceForImageRef: 方法来获取原始图片的颜色空间参数。
什么叫颜色空间呢，就是对相同颜色数值的解释方式，比如说一个像素的数据是(FF0000FF)，在 RGBA 颜色空间中，会被解释为红色，而在 BGRA
颜色空间中，则会被解释为蓝色。所以我们需要提取出这个参数，保证解码前后的图片颜色空间一致。
CoreGraphic中支持的颜色空间类型：
3、计算图片解码后每行需要的比特数，由两个参数相乘得到：每行的像素数 width，和存储一个像素需要的比特数4。
这里的4，其实是由每张图片的像素格式和像素组合来决定的，下表是苹果平台支持的像素组合方式。
表中的bpp，表示每个像素需要多少位;bpc表示颜色的每个分量，需要多少位。具体的解释方式，可以看下面这张图：
我们解码后的图片，默认采用 kCGImageAlphaNoneSkipLast RGB 的像素组合，没有 alpha
通道，每个像素32位4个字节，前三个字节代表红绿蓝三个通道，最后一个字节废弃不被解释。
4、最关键的函数：调用 CGBitmapContextCreate()
方法，生成一个空白的图片绘制上下文，我们传入了上述的一些参数，指定了图片的大小、颜色空间、像素排列等等属性。
5、调用 CGContextDrawImage() 方法，将未解码的 imageRef
指针内容，写入到我们创建的上下文中，这个步骤，完成了隐式的解码工作。
6、从 context 上下文中创建一个新的 imageRef，这是解码后的图片了。
7、从 imageRef 生成供UI层使用的 UIImage 对象，同时指定图片的 scale 和orientation 两个参数。
指的是图片被渲染时需要被压缩的倍数，为什么会存在这个参数呢，因为苹果为了节省安装包体积，允许开发者为同一张图片上传不同分辨率的版本，也就是我们熟悉的@2x，@3x后缀图片。不同屏幕素质的设备，会获取到对应的资源。为了绘制图片时统一，这些图片会被set自己的scale属性，比如@2x图片，scale
值就是2，虽然和1x图片的绘制宽高一样，但是实际的长是width * scale。
orientation 很好理解，就是图片的旋转属性，告诉设备，以哪个方向作为图片的默认方向来渲染。
通过以上的步骤，我们成功在子线程中对图片进行了强制转码，回调给主线程使用，从而大大提高了图片的渲染效率。这也是现在主流 App
和大量三方库的最佳实践。
总结一下本文内容：
图片在计算机世界中被按照不同的封装格式进行压缩，以便存储和传输。
手机会在主线程中将压缩的图片解压为可以进行渲染的位图格式，这个过程会消耗大量资源，影响App性能。
我们使用 Core Graphics 的绘制方法，强制在子线程中先对 UIImage 进行转码工作，减少主线程的负担，从而提升App的响应速度。
和 UIImageView 类似，UIKit
隐藏了很多技术细节，降低开发者的学习门槛，但另一方面，却也限制了我们对一些底层技术的探究。文中提到的强制解码方法，其实也是CGBitmapContextCreate
方法的一个『副作用』，属于比较hack方式，这也是iOS平台的一个局限：苹果过于封闭了。
用户对软件性能(帧率、响应速度、闪退率等等)其实非常敏感，作为开发者，必须不断探究性能瓶颈背后的原理，并且尝试解决，移动端开发的性能优化永无止境。【编辑推荐】【责任编辑： TEL：（010）】
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@interface UIImage
(UIImageExt)
(UIImage*)imageByScalingAndCroppingForSize:(CGSize)targetS
"UIImageExt.h"
@implementation UIImage
(UIImageExt)
(UIImage*)imageByScalingAndCroppingForSize:(CGSize)targetSize
UIImage *sourceImage =
UIImage *newImage =
CGSize imageSize =
sourceImage.
CGFloat width =
imageSize.
CGFloat height =
imageSize.
CGFloat targetWidth =
targetSize.
CGFloat targetHeight =
targetSize.
CGFloat scaleFactor =
CGFloat scaledWidth =
CGFloat scaledHeight =
CGPoint thumbnailPoint
= CGPointMake(0.0,0.0);
(CGSizeEqualToSize(imageSize, targetSize) == NO)
CGFloat widthFactor =
targetWidth /
CGFloat heightFactor =
targetHeight /
if (widthFactor &
heightFactor)
scaleFactor =
widthF // scale to fit height
scaleFactor =
heightF // scale to fit width
scaledWidth= width *
scaledHeight = height *
// center the image
if (widthFactor &
heightFactor)
thumbnailPoint.y =
(targetHeight - scaledHeight) * 0.5;
else if (widthFactor
& heightFactor)
thumbnailPoint.x =
(targetWidth - scaledWidth) * 0.5;
UIGraphicsBeginImageContext(targetSize); // this will crop
CGRect thumbnailRect =
thumbnailRect.origin =
thumbnailP
thumbnailRect.size.width= scaledW
thumbnailRect.size.height = scaledH
[sourceImage
drawInRect:thumbnailRect];
newImage =
UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
if(newImage == nil)
NSLog(@"could not scale
//pop the context to
get back to the default
UIGraphicsEndImageContext();
return newI
原文地址：http://gaohaijun.blog.163.com/blog/static//
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& 综合 & 正文
ios 图片压缩
@interface UIImage (Compress)
- (UIImage *)compressedI
- (CGFloat)compressionQ
- (NSData *)compressedD
- (NSData *)compressedData:(CGFloat)compressionQ
#define MAX_IMAGEPIX 200.0
// max pix 200.0px
#define MAX_IMAGEDATA_LEN 50000.0
// max data length 5K
@implementation UIImage (Compress)
- (UIImage *)compressedImage {
CGSize imageSize = self.
CGFloat width = imageSize.
CGFloat height = imageSize.
if (width &= MAX_IMAGEPIX && height &= MAX_IMAGEPIX) {
// no need to compress.
if (width == 0 || height == 0) {
// void zero exception
UIImage *newImage =
CGFloat widthFactor = MAX_IMAGEPIX /
CGFloat heightFactor = MAX_IMAGEPIX /
CGFloat scaleFactor = 0.0;
if (widthFactor & heightFactor)
scaleFactor = heightF // scale to fit height
scaleFactor = widthF // scale to fit width
CGFloat scaledWidth
= width * scaleF
CGFloat scaledHeight = height * scaleF
CGSize targetSize = CGSizeMake(scaledWidth, scaledHeight);
UIGraphicsBeginImageContext(targetSize); // this will crop
CGRect thumbnailRect = CGRectZ
thumbnailRect.size.width
thumbnailRect.size.height = scaledH
[self drawInRect:thumbnailRect];
newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
//pop the context to get back to the default
UIGraphicsEndImageContext();
return newI
- (NSData *)compressedData:(CGFloat)compressionQuality {
assert(compressionQuality &= 1.0 && compressionQuality &= 0);
return UIImageJPEGRepresentation(self, compressionQuality);
- (CGFloat)compressionQuality {
NSData *data = UIImageJPEGRepresentation(self, 1.0);
NSUInteger dataLength = [data length];
if(dataLength & MAX_IMAGEDATA_LEN) {
return 1.0 - MAX_IMAGEDATA_LEN / dataL
return 1.0;
- (NSData *)compressedData {
CGFloat quality = [self compressionQuality];
return [self compressedData:quality];
【上篇】【下篇】IOS&图片上传处理&图片压缩&图片处理
来源：OPEN 经验库
地址：http://www.open-open.com/lib/view/open1.html
提到从摄像头/相册获取图片是面向终端用户的，由用户去浏览并选择图片为程序使用。在这里，我们需要过UIImagePickerController类来和用户交互。
使用UIImagePickerController和用户交互，我们需要实现2个协议。
代码如下 复制代码
#pragma mark&从用户相册获取活动图片
- (void)pickImageFromAlbum
& & imagePicker =
[[UIImagePickerController alloc] init];
& & imagePicker.delegate
& & imagePicker.sourceType =
UIImagePickerControllerSourceTypePhotoL
imagePicker.modalTransitionStyle =
UIModalTransitionStyleCoverV
& & imagePicker.allowsEditing
& & [self&presentModalViewController:imagePicker
animated:YES];
我们来看看上面的从相册获取图片，我们首先要实例化UIImagePickerController对象，然后设置imagePicker对象为当前对象，设置imagePicker的图片来源为UIImagePickerControllerSourceTypePhotoLibrary，表明当前图片的来源为相册，除此之外还可以设置用户对图片是否可编辑。
代码如下 复制代码
#pragma mark&从摄像头获取活动图片
- (void)pickImageFromCamera
& & imagePicker =
[[UIImagePickerController alloc] init];
& & imagePicker.delegate
& & imagePicker.sourceType =
UIImagePickerControllerSourceTypeC
imagePicker.modalTransitionStyle =
UIModalTransitionStyleCoverV
& & imagePicker.allowsEditing
& & [self&presentModalViewController:imagePicker
animated:YES];
//打开相机
- (IBAction)touch_photo:(id)sender
for iphone
& & UIImagePickerController
*pickerImage = [[UIImagePickerController alloc] init];
& &if([UIImagePickerController
isSourceTypeAvailable:UIImagePickerControllerSourceTypeCamera])
& pickerImage.sourceType =
UIImagePickerControllerSourceTypeC
& pickerImage.mediaTypes =
[UIImagePickerController
availableMediaTypesForSourceType:pickerImage.sourceType];
& & pickerImage.delegate
& & pickerImage.allowsEditing
=YES;//自定义照片样式
& & [self&presentViewController:pickerImage
animated:YES&completion:nil];
以上是从摄像头获取图片，和从相册获取图片只是图片来源的设置不一样，摄像头图片的来源为UIImagePickerControllerSourceTypeCamera。
　　　　在和用户交互之后，用户选择好图片后，会回调选择结束的方法。
-(void)imagePickerController:(UIImagePickerController*)picker
didFinishPickingMediaWithInfo:(NSDictionary*)info
&&//初始化imageNew为从相机中获得的--
& & UIImage *imageNew = [info
objectForKey:@"UIImagePickerControllerOriginalImage"];
&&//设置image的尺寸
& & CGSize imagesize =
& & imagesize.height
& & imagesize.width =413;
&&//对图片大小进行压缩--
& & imageNew = [self&imageWithImage:imageNew
scaledToSize:imagesize];
& & NSData *imageData =
UIImageJPEGRepresentation(imageNew,0.00001);
& &if(m_selectImage==nil)
& m_selectImage = [UIImage
imageWithData:imageData];
& NSLog(@"m_selectImage:%@",m_selectImage);
& [self.TakePhotoBtn
setImage:m_selectImage forState:UIControlStateNormal];
dismissModalViewControllerAnimated:YES];
& & [picker release];
//对图片尺寸进行压缩--
-(UIImage*)imageWithImage:(UIImage*)image
scaledToSize:(CGSize)newSize
Create a graphics image context
UIGraphicsBeginImageContext(newSize);
Tell the old image to draw in this new context, with the
& & [image
drawInRect:CGRectMake(0,0,newSize.width,newSize.height)];
Get the new image from the context
& & UIImage* newImage =
UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
End the context
UIGraphicsEndImageContext();
Return the new image.
& &return&newI
图片保存到本地document里面--以及图片格式的转换
IOS开发之保存图片到Documents目录及PNG，JPEG格式相互转换
-&(void)imagePickerController:(UIImagePickerController&*)picker&didFinishPickingMediaWithInfo:(NSDictionary*)info&{
&&&&NSString&*mediaType&=&[info&objectForKey:UIImagePickerControllerMediaType];
&&&&if&([mediaType&isEqualToString:@"public.image"]){
&&&&&&&&image&=&[info&objectForKey:@"UIImagePickerControllerOriginalImage"];
&&&&&&&&NSData&*
&&&&&&&&if&(UIImagePNGRepresentation(image)&==&nil)&{
&&&&&&&&&&&&data&=&UIImageJPEGRepresentation(image,&1);
&&&&&&&&}&else&{
&&&&&&&&&&&&data&=&UIImagePNGRepresentation(image);
&&&&&&&&NSFileManager&*fileManager&=&[NSFileManager&defaultManager];
&&&&&&&&NSString&*filePath&=&[NSString&stringWithString:[self&getPath:@"image1"]];&&&&&&&&&//将图片存储到本地documents
&&&&&&&&&[fileManager&createDirectoryAtPath:filePath&withIntermediateDirectories:YES&attributes:nil&error:nil];
&&&&&&&&&[fileManager&createFileAtPath:[filePath&stringByAppendingString:@"/image.png"]&contents:dataattributes:nil];
&&&&&&&&UIImage&*editedImage&=&[[UIImage&alloc]&init];
&&&&&&&&editedImage&=&
&&&&&&&&CGRect&rect&=&CGRectMake(0,&0,&64,&96);
&&&&&&&&UIGraphicsBeginImageContext(rect.size);
&&&&&&&&[editedImage&drawInRect:rect];
&&&&&&&&editedImage&=&UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
&&&&&&&&UIButton&*imageButton&=&[UIButton&buttonWithType:UIButtonTypeCustom];
&&&&&&&&imageButton.frame&=&CGRectMake(10,&10,&64,&96);
&&&&&&&&[imageButton&setImage:editedImage&forState:UIControlStateNormal];
&&&&&&&&[self.view&addSubview:imageButton];
&&&&&&&&[imageButton&addTarget:self&action:@selector(imageAction:)forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
&&&&&&&&[ipc&dismissModalViewControllerAnimated:YES];
&&&&}&else&{
&&&&&&&&NSLog(@"MEdia");
上面的代码是当从相册里面选取图片之后保存到本地程序沙盒，在上面我们得到的图片中不能够得到图片名字，
以及不清楚图片格式，所以这个时候我们需要将其转换成NSdata二进制存储，
&image&=&[info&objectForKey:@"UIImagePickerControllerOriginalImage"];
&&&&&&&&if&(UIImagePNGRepresentation(image)&==&nil)&{
&&&&&&&&&&&&data&=&UIImageJPEGRepresentation(image,&1);
&&&&&&&&}&else&{
&&&&&&&&&&&&data&=&UIImagePNGRepresentation(image);
UIImagePNGRepresentation转换PNG格式的图片为二进制，如果图片的格式为JPEG则返回nil；
&[fileManager&createFileAtPath:[filePath&stringByAppendingString:@"/image.png"]&contents:data&attributes:nil];&&&&将图片保存为PNG格式
&[fileManager&createFileAtPath:[filePath&stringByAppendingString:@"/image.jpg"]&contents:data&attributes:nil];&&&将图片保存为JPEG格式
我们也可以写成下面的格式存储图片
NSString&*pngImage&=&[filePath&stringByAppendingPathComponent:@"Documents/image.png"];
NSString&*jpgImage&=&[filePath&stringByAppendingPathComponent:@"Documents/image.jpg"];
[data&writeToFile:pngImage&atomically:YES];
[data&writeToFile:jpgImage&atomically:YES];
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