如何正确下采样图像？

Question

背景

创建一个具有大量高质量图像的应用程序,我决定将图像缩小到所需的大小(这意味着如果图像大于屏幕,我会缩小它的尺寸).

问题

我注意到在某些设备上,如果图像缩小,它们变得模糊/像素化,但在同一设备上,对于相同的目标imageView大小,如果图像没有缩小尺寸,它们看起来很好.

我试过的

我已经决定进一步检查这个问题,并创建了一个显示问题的小型POC应用程序.

在向您展示代码之前,这里是我正在谈论的演示:

看到差异有点难,但你可以看到第二个有点像素化.这可以在任何图像上显示.

public class MainActivity extends Activity
  {
  @Override
  protected void onCreate(final Bundle savedInstanceState)
    {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);
    final ImageView originalImageView=(ImageView)findViewById(R.id.originalImageView);
    final ImageView halvedImageView=(ImageView)findViewById(R.id.halvedImageView);
    final ImageView halvedBitmapImageView=(ImageView)findViewById(R.id.halvedBitmapImageView);
    //
    final Bitmap originalBitmap=BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.test);
    originalImageView.setImageBitmap(originalBitmap);
    halvedImageView.setImageBitmap(originalBitmap);
    //
    final LayoutParams layoutParams=halvedImageView.getLayoutParams();
    layoutParams.width=originalBitmap.getWidth()/2;
    layoutParams.height=originalBitmap.getHeight()/2;
    halvedImageView.setLayoutParams(layoutParams);
    //
    final Options options=new Options();
    options.inSampleSize=2;
    // options.inDither=true; //didn't help
    // options.inPreferQualityOverSpeed=true; //didn't help
    final Bitmap bitmap=BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.test,options);
    halvedBitmapImageView.setImageBitmap(bitmap);
    }
  }

XML:

<ScrollView xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
  xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" android:layout_width="match_parent"
  android:layout_height="match_parent" tools:context=".MainActivity"
  android:fillViewport="true">
  <HorizontalScrollView android:layout_width="match_parent"
    android:fillViewport="true" android:layout_height="match_parent">
    <LinearLayout android:layout_width="match_parent"
      android:layout_height="match_parent" android:orientation="vertical">


      <TextView android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content" android:text="original" />

      <ImageView android:layout_width="wrap_content"
        android:id="@+id/originalImageView" android:layout_height="wrap_content" />

      <TextView android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content" android:text="original , imageView size is halved" />

      <ImageView android:layout_width="wrap_content"
        android:id="@+id/halvedImageView" android:layout_height="wrap_content" />

      <TextView android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content" android:text="bitmap size is halved" />

      <ImageView android:layout_width="wrap_content"
        android:id="@+id/halvedBitmapImageView" android:layout_height="wrap_content" />

    </LinearLayout>
  </HorizontalScrollView>
</ScrollView>

这个问题

它为什么会发生？

两种方法都应该具有相同的结果,因为两种方法都来自同一来源并使用相同的因子.

我尝试过使用下采样方法,但没有任何帮助.

使用inDensity(而不是inSampleSize)似乎可以修复它,但我不确定要为它设置什么.我认为对于外部图像(例如来自互联网),我可以将其设置为屏幕密度乘以我想要使用的样本大小.

但它甚至是一个很好的解决方案吗？如果图像在资源文件夹内,我该怎么办(我认为没有一个函数可以获得位图所在的密度文件夹)？为什么使用推荐的方式(在这里谈到)不起作用？

---

编辑:我发现了一个技巧,可以获得从资源获得的可绘制密度(链接在这里).但是,它不是未来的证明,因为您需要特定于要检测的密度.

Answer 1

好吧,我发现了一个不错的选择,我认为应该适用于任何类型的位图解码.

不仅如此,它还允许您使用您希望的任何样本大小缩减,而不仅仅是2的幂.如果你付出更多努力,你甚至可以使用分数而不是整数进行缩减.

下面的代码适用于res文件夹中的图像,但可以轻松地对任何类型的位图解码进行处理:

private Bitmap downscaleBitmapUsingDensities(final int sampleSize,final int imageResId)
  {
  final Options bitmapOptions=new Options();
  bitmapOptions.inDensity=sampleSize;
  bitmapOptions.inTargetDensity=1;
  final Bitmap scaledBitmap=BitmapFactory.decodeResource(getResources(),imageResId,bitmapOptions);
  scaledBitmap.setDensity(Bitmap.DENSITY_NONE);
  return scaledBitmap;
  }

我测试了它,它显示了下采样图像就好了.在下图中,我展示了原始图像,并使用inSampleSize方法缩小图像,并使用我的方法.

很难看出差异,但使用密度的那个实际上并不只是跳过像素,而是使用它们全部考虑在内.它可能会慢一点,但它更精确,并使用更好的插值.

与使用inSampleSize相比,唯一的缺点似乎是速度,这在inSampleSize上更好,因为inSampleSize会跳过像素,因为密度方法会对跳过的像素进行额外的计算.

但是,我认为Android以某种方式运行两种方法的速度大致相同.

我认为2种方法的比较类似于最近邻下采样和双线性插值下采样之间的比较.

编辑:我发现这里显示的方法有一个缺点,与谷歌相比.在这个过程中使用的内存可能非常高,我认为这取决于图像本身.这意味着你应该只在你觉得有意义的情况下使用它.

编辑:我已经为那些希望克服内存问题的人制作了一个合并的解决方案(谷歌的解决方案和我的解决方案).它并不完美,但它比我以前做的更好,因为它不会像下原始位图所需的那样使用尽可能多的内存.相反,它将使用谷歌解决方案中使用的内存.

这是代码:

    // as much as possible, use google's way to downsample:
    bitmapOptions.inSampleSize = 1;
    bitmapOptions.inDensity = 1;
    bitmapOptions.inTargetDensity = 1;
    while (bitmapOptions.inSampleSize * 2 <= inSampleSize)
        bitmapOptions.inSampleSize *= 2;

    // if google's way to downsample isn't enough, do some more :
    if (bitmapOptions.inSampleSize != inSampleSize) 
      {
      // downsample by bitmapOptions.inSampleSize/originalSampleSize .
      bitmapOptions.inTargetDensity = bitmapOptions.inSampleSize;
      bitmapOptions.inDensity = inSampleSize;
      } 
    else if(sampleSize==1)
      {
      bitmapOptions.inTargetDensity=preferHeight ? reqHeight : reqWidth;
      bitmapOptions.inDensity=preferHeight ? height : width;
      }

所以,简而言之,两种方法的优点和缺点:

谷歌的方式(使用inSampleSize)在解码过程中使用更少的内存,速度更快.但是,它有时会导致一些图形伪像,它只支持2的幂的下采样,因此结果位图可能需要比你想要的更多(例如x1/4的大小而不是x1/7).

我的方式(使用密度)更精确,提供更高质量的图像,并在结果位图上使用更少的内存.但是,它可以在解码过程中使用大量内存(取决于输入)并且速度稍慢.

编辑:另一项改进,因为我发现在某些情况下输出图像与所需的大小限制不匹配,并且您不希望使用Google的方式进行过多的下采样:

    final int newWidth = width / bitmapOptions.inSampleSize, newHeight = height / bitmapOptions.inSampleSize;
    if (newWidth > reqWidth || newHeight > reqHeight) {
        if (newWidth * reqHeight > newHeight * reqWidth) {
            // prefer width, as the width ratio is larger
            bitmapOptions.inTargetDensity = reqWidth;
            bitmapOptions.inDensity = newWidth;
        } else {
            // prefer height
            bitmapOptions.inTargetDensity = reqHeight;
            bitmapOptions.inDensity = newHeight;
        }
    }

因此,例如,从2448x3264图像到1200x1200的下采样,它将变为900x1200