Android Bitmap 研究与思考（上篇）
轉載請標明出處：http://blog.csdn.net/zhaoyanjun6/article/details/107951273
本文出自【趙彥軍的博客】
做Android 6年來，一直都沒有對 Bitmap 做過深入研究。最近的工作需要，我認真的研究了一下Bitmap , 了卻了多年的心愿。
本次研究的東西比較多，建議先收藏，再看。
補充：關于 bitmap 壓縮問題，可以看看 Android Bitmap 研究與思考（中篇）
文章目錄
- 一：Bitmap 是什么？
- 二：bitmap 到底占用多少內存？
- 內存計算
- 三：Bitmap 尺寸怎么算？
- 實驗1：
- 實驗2
- 實驗3
- 實驗4
- 四：什么是 DPI ？
- 五：什么是 PPI ？
- 六：Android 系統 DPI 分級
- 七：不同密度下的圖片內存占用怎么計算
- 實驗1：把圖片放在 xxhdpi
- 實驗2：把圖片放在 xhdpi
- 實驗3：把圖片放在 hdpi
- 實驗4：把圖片放在 xxxhdpi
一：Bitmap 是什么？
從字面的意思上可以理解為 位圖 。
在Android中是一種存儲像素的數據結構，通過這個對象可以得到一系列的圖像屬性。還可以對圖像進行旋轉，切割，放大，縮小等操作。
我畫了一張像素圖，大家理解一下。
我們一般說說的手機分辨率 1080 * 1920 ， 就代表手機屏幕橫向是 1080 個像素點，豎向是 1920 個像素點，整個手機的像素點是兩者相乘為 2073600 個像素點。
從代碼上來講 ，Bitmap 是一個 final 類，實現了 Parcelable 接口，因此不能被繼承。Bitmap只有一個構造方法，且該構造方法是私有的，所以無法通過 new 的方式來建一個 Bitmap。
在 Android 中，bitmap 只是一個存儲像素信息的對象，是內存虛構出來的。
二：bitmap 到底占用多少內存？
首先我們先來看看怎么創建一個 bitmap ，上面我們已經提到過，無法通過 new 的方式創建Bitmap 對象 。 幸運的是 Bitmap 提供了多個靜態方法。
可以看到除了createBitmap(Bitmap src) 和 createBitmap( Picture source) 這兩個方法外，其他的方法都是需要一個 Config 參數。
Bitmap.Config google官方描述為：
Possible bitmap configurations. A bitmap configuration describes how pixels are stored. This affects the quality (color depth) as well as the ability to display transparent/translucent colors.
Bitmap.Config 描述了像素的存儲方式，這會影響質量（顏色深度）以及顯示透明/半透明顏色的能力。在Bitmap.Config文檔中我們看到四個枚舉變量。
public enum Config {ALPHA_8 (1),/*** Each pixel is stored on 2 bytes and only the RGB channels are* encoded: red is stored with 5 bits of precision (32 possible* values), green is stored with 6 bits of precision (64 possible* values) and blue is stored with 5 bits of precision.** This configuration can produce slight visual artifacts depending* on the configuration of the source. For instance, without* dithering, the result might show a greenish tint. To get better* results dithering should be applied.** This configuration may be useful when using opaque bitmaps* that do not require high color fidelity.** <p>Use this formula to pack into 16 bits:</p>* <pre class="prettyprint">* short color = (R & 0x1f) << 11 | (G & 0x3f) << 5 | (B & 0x1f);* </pre>*/RGB_565 (3),/*** Each pixel is stored on 2 bytes. The three RGB color channels* and the alpha channel (translucency) are stored with a 4 bits* precision (16 possible values.)** This configuration is mostly useful if the application needs* to store translucency information but also needs to save* memory.** It is recommended to use {@link #ARGB_8888} instead of this* configuration.** Note: as of {@link android.os.Build.VERSION_CODES#KITKAT},* any bitmap created with this configuration will be created* using {@link #ARGB_8888} instead.** @deprecated Because of the poor quality of this configuration,* it is advised to use {@link #ARGB_8888} instead.*/@DeprecatedARGB_4444 (4),/*** Each pixel is stored on 4 bytes. Each channel (RGB and alpha* for translucency) is stored with 8 bits of precision (256* possible values.)** This configuration is very flexible and offers the best* quality. It should be used whenever possible.** <p>Use this formula to pack into 32 bits:</p>* <pre class="prettyprint">* int color = (A & 0xff) << 24 | (B & 0xff) << 16 | (G & 0xff) << 8 | (R & 0xff);* </pre>*/ARGB_8888 (5),/*** Each pixels is stored on 8 bytes. Each channel (RGB and alpha* for translucency) is stored as a* {@link android.util.Half half-precision floating point value}.** This configuration is particularly suited for wide-gamut and* HDR content.** <p>Use this formula to pack into 64 bits:</p>* <pre class="prettyprint">* long color = (A & 0xffff) << 48 | (B & 0xffff) << 32 | (G & 0xffff) << 16 | (R & 0xffff);* </pre>*/RGBA_F16 (6),/*** Special configuration, when bitmap is stored only in graphic memory.* Bitmaps in this configuration are always immutable.** It is optimal for cases, when the only operation with the bitmap is to draw it on a* screen.*/HARDWARE (7);final int nativeInt;private static Config sConfigs[] = {null, ALPHA_8, null, RGB_565, ARGB_4444, ARGB_8888, RGBA_F16, HARDWARE};Config(int ni) {this.nativeInt = ni;}static Config nativeToConfig(int ni) {return sConfigs[ni];}}- ALPHA_8 ：
說白了就是：這種模式每個像素只存儲一個透明度值，不會存儲其他顏色信息。所以我們在創建蒙版的時候，推薦使用這種模式。每個像素占 8 位，也就是 1 個字節。
- ARGB_4444 ：
即A=4，R=4，G=4，B=4，那么一個像素點占4+4+4+4=16位 , 也就是每個像素占 2 個字節。
- ARGB_8888 ：
即A=8，R=8，G=8，B=8，那么一個像素點占8+8+8+8=32位, 也就是一個像素占 4 個字節。
- RGB_565 ：
即R=5，G=6，B=5，沒有透明度，那么一個像素點占5+6+5=16位, 也就是一個像素占 2 個字節。
內存計算
我們知道了，每種模式下，每個像素所占用的內存，就能很清楚的算清楚，每個bitmap 所占用的內存。比如:
Bitmap bitmap = Bitmap.createBitmap(1024,1024, Bitmap.Config.ARGB_8888);我們創建了一個 bitmap ，寬 1024 個像素，高 1024 個像素，模式 ARGB_8888 。所以我們很容易算出：
- 這個bitmap 總共像素總量為：1024 x 1024
- 每個像素占用的內存為 4 個 byte
- 整個bitmap 占用內存為 ：1024 x 1024 x 4 , 單位字節 byte 。 換算為 （1024 x 4 ) kb = 4 M
最后算出這個bigmap 占用內存為 4 M 。
總結：
-
在 bitmap 存儲模式相同的情況下，尺寸越大，占用內存越大。因為尺寸越大，bigmap 總像素點越多。
-
在 bitmap 尺寸相同的情況下，ARGB_8888 占用內存 > ARGB_4444 占用內存 = RGB_565 占用內存 > ARGB_4444 占用內存。
三：Bitmap 尺寸怎么算？
在第二部分，我們知道了 bitmap 占用的內存 = bitmap 總像素個數 x 單個像素占用的內存。
其中，單個像素占用的內存由存儲模式決定，比如 Config.ARGB_8888 。
而 bitmap 的總像素 = bitmap 寬度 x bitmap 高度 。
現在我們要弄清楚 bitmap 尺寸怎么計算?
首先上一段代碼，計算ImageView中加載圖片的具體尺寸和內存占用大小。
import android.graphics.Bitmap; import android.graphics.drawable.BitmapDrawable; import android.graphics.drawable.Drawable; import android.util.Log; import android.widget.ImageView;/*** @author yanjun.zhao* @time 2020/8/13 7:51 PM* @desc*/ class Util {/**** 計算ImageView中加載圖片的具體尺寸和內存占用大小* @param imageView*/public static void calculateBitmapInfo(ImageView imageView) {Drawable drawable = imageView.getDrawable();if (drawable != null) {BitmapDrawable bitmapDrawable = (BitmapDrawable) drawable;Bitmap bitmap = bitmapDrawable.getBitmap();Log.d("bitmap--", " bitmap width = " + bitmap.getWidth() + " bitmap height = " + bitmap.getHeight());Log.d("bitmap--", " memory usage = " + bitmap.getAllocationByteCount());/**bitmap.getByteCount()方法不再使用*/} else {Log.d("bitmap--", "drawable is null!");}} }實驗1：
我們做個試驗，現在布局中定義個 ImageView , 尺寸是 100 dp x 100 dp
<ImageViewandroid:id="@+id/image"android:layout_width="100dp"android:layout_height="100dp" />給 imageView 設置一個圖片，名字是 image.png , 尺寸是 300 x 300 。
<ImageViewandroid:id="@+id/image"android:src="@drawable/image"android:layout_width="100dp"android:layout_height="100dp" />然后輸出 bitmap 寬高和占用內存。
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity import com.example.myview.util.Utils import kotlinx.android.synthetic.main.activity_main.*class MainActivity : AppCompatActivity() {override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {super.onCreate(savedInstanceState)setContentView(R.layout.activity_main)//計算bitmap 寬高和占用內存Util.calculateBitmapInfo(image)} }在 紅米4 手機上輸出：
bitmap--: bitmap width = 1200 bitmap height = 1200 bitmap--: memory usage = 5760000在我的雜牌手機上輸出：
bitmap--: bitmap width = 600 bitmap height = 600 bitmap--: memory usage = 1440000至此，我們可以得出結論：
- 使用相同尺寸的圖片放在 drawable 目錄下，用 ImageView 加載出來。在不同的手機上，獲取的 bitmap 寬高是不一樣的，bitmap 所占用的內存也是不一樣的。
查閱 ImageView 源碼，發現 ImageView中圖片是以 Bitmap 形式保存在內存中；查閱 Bitmap 源碼，發現圖像在內存中的實際 bitmap 尺寸和圖像的原始尺寸(withPixel * heightPixel)，資源文件像素密度(sourcedensity)以及目標手機的像素密度(targetDensity)有密不可分的關系。
其中 sourceDensity>>1 部分是為了對 targetDensity/sourceDensity 進行四舍五入
綜上，
- 結論1： ImageView中顯示圖像對內存的占用與原始圖像尺寸，資源文件的dpi，以及實際設備的dpi有密切的關系，與圖像在UI上實際顯示的尺寸無關。只放置單 dpi 資源文件，對不同設備加載過程中的內存占用無影響。
實驗2
測試方案：將尺寸為圖片A(尺寸60*60 大小2.02K)放入drawable和drawable-xxhdpi文件夾，圖片顯示尺寸采用wrap_content，分別用mate 9手機進行測試；
測試結果：內存占用分別為129600Byte和14400Byte，圖片在ImageView中的bitmap尺寸為180 * 180和 60 * 60；
結果分析：相同的圖片放在不同的 drawable 目錄下，bitmap 寬高不一樣，bitmap 占用的內存也不一樣。內存占用與圖片的原始尺寸沒有關系，與 bitmap尺寸有密切的關系。
實驗3
測試方案：將尺寸為圖片A(尺寸60 x 60 ，大小2.02K)放入drawable-xxhdpi文件夾，圖片顯示尺寸設置為30dp * 30dp和 60dp * 60dp，分別用mate 9手機進行測試；
測試結果：內存占用均為14400Byte，bitmap尺寸均為60*60；
結果分析：說明內存占用與圖片的實際顯示尺寸沒有關系。
實驗4
測試方案：將尺寸為圖片A(尺寸 60 x 60 大小 2.02K )，圖片B(尺寸 60 x 60 ，大小1.63K)，將圖片均放入drawable-xxhdpi文件夾，圖片顯示尺寸采用wrap_content，用華為mate 9(xxhdpi)手機進行測試；
測試結果：二者內存占用均為14400Byte，bitmap尺寸為 60 x 60；
結果分析：說明內存占用單獨與圖片原始大小沒有關系。
四：什么是 DPI ？
先放一個維基百科 鏈接 DPI
DPI（英語：Dots Per Inch，每英寸點數）是一個量度單位，用于點陣數字圖像，意思是指每一英寸長度中，取樣或可顯示或輸出點的數目。如：打印機輸出可達600DPI的分辨率，表示打印機可以在每一平方英寸的面積中可以輸出600X600＝360000個輸出點。
打印機所設置之分辨率的DPI值越高，印出的圖像會越精細。打印機通常可以調校分辨率。例如撞針打印機，分辨率通常是60至90 DPI。噴墨打印機則可達1200 DPI，甚至9600 DPI。激光打印機則有600至1200 DPI。
一般顯示器為96 DPI，印刷所需位圖的DPI數則視印刷網線數而定。一般150線印刷質量需要350 DPI的位圖。而這里的D（dot）就是像素（pixel）。
五：什么是 PPI ？
每英寸像素（英語：Pixels Per Inch，縮寫：PPI），又被稱為像素密度，是一個表示打印圖像或顯示器單位面積上像素數量的指數。一般用來計量電腦顯示器，電視機和手持電子設備屏幕的精細程度。通常情況下，每英寸像素值越高，屏幕能顯示的圖像也越精細。
電腦與手機屏幕的每英寸像素值取決于尺寸和分辨率，通常指的就是每英寸上的像素點數。同樣的一臺顯示器，如果分辨率設置的不同，像素點數也不同。分辨率越高，每英寸像素值也越高。
六：Android 系統 DPI 分級
根據屏幕每英寸像素值的不同，Android系統的開發者將平板電腦和手機的屏幕分成五類：
隨著屏幕技術的發展，出現了比 xxhdpi 更高密度的屏幕 xxxhdpi
| XXXHDPI | 超超高像素密度 | 每英寸大約640像素 （192 x 192 px ） |
七：不同密度下的圖片內存占用怎么計算
往下閱讀前，可以首先閱讀 郭霖的博客：
Android drawable微技巧，你所不知道的drawable的那些細節
在郭神的文章中，討論了圖片放在不同的 dpi 目錄下，ImageView 會被縮放，ImageView 的寬高會改變。但是文章中沒有談論的是 ImageView 寬高改變了，ImageView 中的 bitmap 寬高會不會改變，因為 bitmap 的寬高會直接影響到所占用內存的大小。
我們先來做個實驗，首先計算出當前手機屏幕密度，計算方法是：
var phoneDpi = resources.displayMetrics.densityDpi計算的結果是 480 ，可以看出來，我的手機屏幕密是 超高像素密度 , 對應的是 xxhdpi
我現在有一張圖片 image.png，尺寸是300 x 300 。
條件：ImageView 的寬高是 wrap_content
<ImageViewandroid:id="@+id/image"android:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:src="@drawable/image" />實驗1：把圖片放在 xxhdpi
獲取 bitmap 的寬高和占用內存
bitmap_width = 300 bitmap_height = 300 memory_usage = 360000圖片放在 xxhdpi , 屏幕上顯示的是原圖的大小，原來的尺寸是多少，在屏幕上就會顯示多少。獲取的 bitmap 寬高也是原圖的寬高，尺寸沒有發生變化，所占內存也沒有變化
實驗2：把圖片放在 xhdpi
獲取 bitmap 的寬高和占用內存
bitmap_width = 300 bitmap_height = 300 memory_usage = 360000圖片放在 xhdpi 獲取的 bitmap 寬高 和 xxhdpi 一樣 ，內存占用也一樣。
實驗3：把圖片放在 hdpi
獲取 bitmap 的寬高和占用內存
bitmap_width = 300 bitmap_height = 300 memory_usage = 360000圖片放在 hdpi 獲取的 bitmap 寬高 和 xxhdpi 、 xhdpi 一樣 ，內存占用也一樣。
實驗4：把圖片放在 xxxhdpi
獲取 bitmap 的寬高和占用內存
bitmap_width = 225 bitmap_height = 225 memory_usage = 202500圖片放在 xxxhdpi 獲取的 bitmap 寬高都比原圖要小，占用內存也小了。小了多少是怎么計算的。
bitmap寬度 = （手機屏幕密度 / 圖片所在目錄像素密度） * 原圖寬度
結合到本例就是：
手機屏幕密度 = 480 圖片放在 xxxhdpi , 像素密度 = 640 原圖寬度 = 300 帶入公式就是： bitmap 寬度 = （480 / 640 ） * 300 = 225 bitmap的模式是：Config.ARGB_888，每個像素占用 4 個bit bitmap占用內存：225 x 225 x 4 = 202500同理，bitmap 的高度也是這樣計算的。
那么問題來了，為什么放在 xxxhdpi 目錄下，bitmap 的尺寸發生了變化，而放在 hdpi 、xhdpi bitmap 的尺寸卻沒有發生變化 ？？？
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Android Bitmap 研究与思考（上篇）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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