ios 计算图片解压为位图后大小

Posted 2021-12-29 想名真难

结论: 在iOS设备上, 位图实际像素点占内存(字节数B) = 宽*高*4

什么是位图?

位图图像（bitmap），亦称为点阵图像或栅格图像，是由称作像素（图片元素）的单个点组成的。这些点可以进行不同的排列和染色以构成图样。当放大位图时，可以看见赖以构成整个图像的无数单个方块。计算机显示属于位图。位图的特点是可以表现色彩的变化和颜色的细微过渡，产生逼真的效果，缺点是在保存时需要记录每一个像素的位置和颜色值，占用较大的存储空间。

位图占用的空间比较大, 直接存贮在磁盘中非常的浪费空间, 所以就有了对位图的压缩方式, 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。

当需要展示的时候, 需要将压缩的图片数据解码成未压缩的位图形式，这样才能交给渲染层, 由Core Animation 中CALayer使用未压缩的位图数据渲染 UIImageView 的图层。用户才能在屏幕上看到图片.

iOS图片的解压缩，位图，从文件到屏幕上的过程

生成位图: 最核心的函数是 CGBitmapContextCreate ：

CGContextRef CGBitmapContextCreate(void * __nullable data,
                                   size_t width,size_t height,
                                   size_t bitsPerComponent,
                                   size_t bytesPerRow,
                                   CGColorSpaceRef space,
                                   uint32_t bitmapInfo);

• data ：如果不为 NULL ，那么它应该指向一块大小至少为 bytesPerRow * height 字节的内存；如果 为 NULL ，那么系统就会为我们自动分配和释放所需的内存，所以一般指定 NULL 即可；
• width 和height ：位图的宽度和高度，分别赋值为图片的像素宽度和像素高度即可；
• bitsPerComponent ：像素的每个颜色分量使用的 bit 数，在 RGB 颜色空间下指定 8 即可；
• bytesPerRow ：位图的每一行使用的字节数，大小至少为 width * bytes per pixel 字节。当我们指定 0/NULL 时，系统不仅会为我们自动计算，而且还会进行 cache line alignment 的优化
• space ：就是我们前面提到的颜色空间，一般使用 RGB 即可；
• bitmapInfo ：位图的布局信息.kCGImageAlphaPremultipliedFirst

bitsPerComponent, 色彩深度

​色彩深度又叫色彩位数，即位图中要用多少个二进制位来表示每个点的颜色，是分辨率的一个重要指标。在ios上一般都是指定为8, 注意,这个8是单个颜色占用的位数, 如果是RGB,那就是24位, 如果是ARGB或者RGBA就是32位.

常用有1位（单色），2位（4色，CGA），4位（16色，VGA），8位（256色），16位（增强色），24位和32位（真彩色）等。色深8位及以上的位图还可以根据其中分别表示RGB三原色或CMYK四原色（有的还包括Alpha通道）的位数进一步分类.​

8位（bit）位图：彩色版中有2^8=256种颜色，具体哪256种颜色可由调色板灵活规定，因此每个像素点最多有256种情况（颜色），故刚好可用两位十六进制码（16^2=256）表示，占1字节。
一幅512×512的8位位图大小计算方法：位图文件头（14字节）+位图信息头（40字节）+调色板（256×彩色表4字节）+实际像素点占内存（512×512×1字节）=263 222字节（Byte）。

24位位图：又名RGB真彩色图, 刚才在bitsPerComponent上指定了8, 标识每个颜色占8位, RGB3个颜色所以是24位，我们平时用来表示RGB时写的0xFFFFFF,  2^8 * 2^8 * 2^8 = 2^24=16 777 216=16M色，这个就没有彩色表了。
蓝、绿、红刚好可用1个字节表示。RGB中每个都占8位, 1 Byte（B字节） = 8 bit（二进制位）, 每个像素点由3个字节表示，每个字节负责控制一种颜色。那么每个像素点可能的颜色就有256×256×256=2^24种。一幅256×256的24位位图大小计算方法：位图文件头（14字节）+位图信息头（40字节）+实际像素点占内存（256×256×3字节）=196 662字节（Byte）。    

需要注意的是，系统有“补零”的习惯！即要求位图的每一行像素所占字节数必须被4整除。若不能倍4整除，则在该位图每一行的十六进制码末尾“补”1至3个字节的“00”。例如：一幅宽253×高256的24位位图，系统在生成该图为实际位图时，计算每一行像素所占字节=宽253×3字节=759字节，检验其被4除余1，则在每行的十六进制码末尾加1个字节，补“00”，变为760字节。因此我们计算该图大小时应先判断是否“补零”，再得出算法：该图大小=位图文件头（14字节）+位图信息头（40字节）+实际像素点占内存（高256×每行760字节）=194614字节（Byte）。   

有趣的是，“补零”只针对位图的宽进行检验，一幅宽256×高253的24位位图，其大小=位图文件头（14字节）+位图信息头（40字节）+实际像素点占内存（高253×每行768字节）=194358字节（Byte）< 196 662字节（Byte）。这样，只是把此图像的宽和高颠倒，图像所占内存竟然变小了。

32位位图：相当于RGB的 24位 再加上 8bits的透明颜色通道，就相当于R（红）、G（绿）、B（蓝）、A（透明）。

R(0~255),G(0~255),B(0~255),A(0~255)。比24位位图多了一个Alpha通道（透明），也就是说PNG 32能表示跟PNG 24一样多的色彩，并且还支持256种透明的颜色，能表示更加丰富的图片颜色类型。

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每行占用大小 = 宽 * 色彩深度/8

位图实际像素点占内存 = 高 × 每行占用大小 =  宽*高*色彩深度/8

由于iOS上色彩深度都是24位/32位, 经过对齐后都是4字节, 所以可以简化为

位图实际像素点占内存(字节数B) = 宽*高*4

理论部分完成, 下面找几个图计算一下: 

• 只有图片的宽高会影响位图大小
• 图片格式不会影响位图大小, 同样大小的PNG,jpg对应的位图大小一致
• jpg的压缩质量不会影响位图大小,只会影响文件大小

- (void)viewDidLoad 
    [super viewDidLoad];

    UIImage *image = nil;
    // 图片的宽高会影响大小, 拼接参数后能减少约3.3M的内存占用
    // 1242*1000*4=4968000 约等于 4851K
//    image = [UIImage imageNamed:@"backPic"];
    // 708*570*4=1614240 约等于 1576K
//    image = [UIImage imageNamed:@"backPic-1"];

    // 质量参数不会影响内存
    // 原图,没有压缩质量  13.5M  bitMap  901*901*4=3247204 约等于 3171K
//    image = [UIImage imageNamed:@"jpg"];
    // 压缩了质量, 13.5M    bitMap  901*901*4=3247204 约等于  3171K
//    image = [UIImage imageNamed:@"jpg-1"];


    // 同样尺寸大小的PNG和JPG, 比较位图大小
    // jpg大小: 1242*1000*4=4968000 约等于 4851K
    image = [UIImage imageNamed:@"backPic"];
    [self getImageBitmapSize:image];
    // png大小: 1242*1000*4=4968000 约等于 4851K
    image = [UIImage imageNamed:@"pngBg"];
    [self getImageBitmapSize:image];



/// 计算出UIImage生成的位图大小
- (size_t)getImageBitmapSize:(UIImage *)image 

    CGImageRef imageRef = image.CGImage;
    size_t width = CGImageGetWidth(imageRef);
    size_t height = CGImageGetHeight(imageRef);
    CGColorSpaceRef space = CGColorSpaceCreateDeviceRGB();
    CGContextRef ctx = CGBitmapContextCreate(NULL, width, height, 8, 0, space, kCGImageAlphaPremultipliedFirst | kCGBitmapByteOrderDefault);
    CGContextDrawImage(ctx, CGRectMake( 0, 0, width, height), imageRef);
    size_t perRow = CGImageGetBytesPerRow(imageRef);
    size_t size = perRow * height;
    CFRelease(ctx);
    NSLog(@"size %@B,  %@K, %@M",@(size), @(size/1024), @(size/1024/1024));
    return size;

最后又找了一下SD的计算位图大小, 对比确认了一下,计算单张图片和SD的一致, 但是SD考虑的比较全面,处理了gif图片的情况.

YY的计算位图占用大小,