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mipmap图片

如果做 App 开发的话，AS 会在项目的 res 目录下，创建几个以 mipmap 开头的文件夹：
根据 Android 官方描述：
  • Mipmap 仅仅用于存放 App 启动图标。
  • AS 提供了一个快捷工具 Image Asset Studio 用于生成图标。
  • Image Asset Studio会生成mdpi、hdpi、xhdpi、xxhdpi、xxxhdpi五种尺寸的图标。

图标最好不要随意定义尺寸，分辨率过低会模糊，过高徒增APK包大小。各种密度下的图标建议尺寸为
密度
建议尺寸
mdpi
48*48
hdpi
72*72
xhdpi
96*96
xxhdpi
144*144
xxxhdpi
192*192
如果要上传到Google Play，还需要一张512*512的图片用于Google Play Store。


drawable图片

相关概念

  • dpi
每英寸点数，全称dots per inch。用来表示屏幕密度，即屏幕物理区域中的像素量。高密度屏幕比低密度屏幕在给定物理区域的像素要多。

  • dp
即dip，全称device independent pixel。设备独立像素，是一种虚拟像素单位，用于以密度无关方式表示布局维度或位置，以确保在不同密度的屏幕上正常显示UI。在160dpi的设备上，1dp=1px。

  • density
设备的逻辑密度，是dip的缩放因子。以160dpi的屏幕为基线，density=dpi/160。
getResources().getDisplayMetrics().density

  • sp
缩放独立像素，全称scale independent pixel。类似于dp，一般用于设置字体大小，可以根据用户设置的字体大小偏好来缩放。

六种通用密度

Android系统为了简化开发者为多种屏幕设计用户界面的方式，Android将实际屏幕尺寸和范围作了通用规定，称作“根据可用屏幕宽度管理屏幕尺寸的新技术”。

六种通用密度为：
密度
dpi范围
ldpi（低）
~120dpi
mdpi（中）
~160dpi
hdpi（高）
~240dpi
xhdpi（超高）
~320dpi
xxhdpi（超超高）
~480dpi
xxxhdpi（超超超高）
~640dpi
通用密度是以mdpi（中）为基线配置的，此基线基于第一代Android设备（T-Mobile G1）的屏幕配置。


Android系统适配原则

目的：
  • Android 为了更好地优化应用在不同屏幕密度下的用户体验。

提供的方法：
  • 在项目的res目录下可以创建 drawab-[density]目录。
  • density为6种通用密度名。
  • Android系统会依据特定的原则来查找各drawable目录下的图片。

开发者：
  • 在进行APP开发时，针对不同的屏幕密度，将图片放置于对应的drawable-[density]目录。

原则：

总结：
优先匹配最适合的图片 → 查找密度高的目录（升序）→ 查找nodpi目录 → 查找密度低的目录（降序）。


Android 在查找到图片后会根据当前设备的dpi对drawable-[density]目录中的图片进行缩放，那么什么情况下图片被放大，什么情况下图片被缩小呢？

图片的缩放

缩放规律

  • 匹配目录
符合当前设备dpi的drawable目录。比如：
    • dpi=320，匹配目录为drawable-xhdpi。
    • dpi=150，匹配目录为drawable-mdpi。

  • 图片的缩放规律
    • 如果图片所在目录为匹配目录，则图片会根据设备dpi做适当的缩放调整。
    • 如果图片所在目录dpi低于匹配目录，那么该图片被认为是为低密度设备需要的，现在要显示在高密度设备上，图片会被放大。
    • 如果图片所在目录dpi高于匹配目录，那么该图片被认为是为高密度设备需要的，现在要显示在低密度设备上，图片会被缩小。
    • 如果图片所在目录为drawable-nodpi，则无论设备dpi为多少，保留原图片大小，不进行缩放。

缩放倍数

  • 缩放倍数
以mdpi为基线，各密度目录下的放大倍数（即缩放因子density）如下：
密度
放大倍数
ldpi
0.75
mdpi
1.0
hdpi
1.5
xhdpi
2.0
xxhdpi
3.0
xxxhdpi
4.0

  • 更通用的缩放倍数计算公式
对于很多设备，其dpi并不刚好是六种通用密度最大dpi，这种情况下，各drawable-[density]目录下的图片放大倍数的计算公式：


验证

  • 验证缩放
设备：1080×1920 - 420dpi
  • 验证倍数
材料：在Sketch里简单绘制一张图，分别导出一倍图（1x）和三倍图（3x）。大小如下：

设备：1080×1920 - 420dpi
方法：分别把1倍图和3倍图置于drawable-mdpi和drawable-xxhdpi目录下
结果：

    • drawable-mdpi
scale = 420/160
1x：98 × scale = 98 × 420/160 = 257
3x：294 × scale = 294 × 420/160 = 772

    • drawable-xxhdpi
scale = 420/480
1x：98 × scale = 98 × 420/480 = 86
3x：294 × scale = 294 × 420/480 = 257

像素没有小数。
drawable-xxhdpi目录下，图片的宽高更接近于图片实际大小。


那么问题来了，Android上图片的缩放算法是怎样的呢？

Android图片压缩

质量压缩

更改图片的显示质量的一种压缩方式。

基本概念

  • 三原色：RGB
    • RGB通道
    • alpha通道

  • 位深
    • 8位：2^8 = 2^2(B) 2^3(G) 2^3(R) = 256
    • 16位：2^16 = 2^5(B) 2^6(G) 2^5(R) =  65536
    • 24位：2^24 = 2^8(B) 2^8(G) 2^8(R) =  16777216
    • 32位：alpha透明度 + 24位

位深越高，色彩越逼真。


压缩原理

不改变像素的前提下，通过改变位深来改变图片文件大小。

    • 色彩逼真度下降，即失真（质量下降）。
    • 压缩比 1~100。
    • 压缩有三种格式：.JPEG、.PNG、.WEBP。

Android实现质量压缩： 
//quality 为0～100，0表示最小体积，100表示最高质量，对应体积也是最大
bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, outputStream);
其中，PNG无法压缩。

Android代码流程：
Bitmap（Java）→ Bitmap_compress（cpp）→ Skia 图形引擎 → 第三方库
    • libpng
    • libjpeg
    • libgif

再进一步的话，Android使用的其实是 Standard Huffman 算法。
    • Huffman table
    • optimize_coding

尺寸压缩

通过改变图片的像素尺寸来压缩图片的方式，即重新采样。
    • 上采样：方法图像
    • 下采样：缩小图像

Android中图像采用的两种方式：
    • 邻近采样（Nearest Neighbour Resampling）
    • 双线性采样（Bilinear Resampling）

邻近采样

邻近采样主要就是 inSampleSize 的使用： 
BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
options.inSampleSize = 2;
Bitmap compressBitmap = BitmapFactory.decodeFile("/sdcard/sample.png", options);

Google官方对 inSampleSize 的注释：
/** * If set to a value > 1, requests the decoder to subsample the original * image, returning a smaller image to save memory. The sample size is * the number of pixels in either dimension that correspond to a single * pixel in the decoded bitmap. For example, inSampleSize == 4 returns * an image that is 1/4 the width/height of the original, and 1/16 the * number of pixels. Any value <= 1 is treated the same as 1. Note: the * decoder uses a final value based on powers of 2, any other value will * be rounded down to the nearest power of 2. */
简单说，就是多个像素采样为一个像素。
举个栗子，如果 inSampleSize = 2，直接采样其中一个像素，另一个像素舍弃。

双线性采样

Android中双线性采样主要是通过 Matrix 来使用的： 
Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile("/sdcard/sample.png");
Bitmap compress = Bitmap.createScaledBitmap(bitmap, bitmap.getWidth()/2, bitmap.getHeight()/2, true);

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile("/sdcard/sample.png");
Matrix matrix = new Matrix();
matrix.setScale(0.5f, 0.5f);
bm = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, bit.getWidth(), bit.getHeight(), matrix, true);

双线性采样内部使用的是双线性内插值算法。

每个位置像素使用 2✖️2 的源像素按相对位置进行两个方向的线性插值，根据位置取对应的权重，计算后得到目标像素。

x方向：
y方向：
最终插值结果：


对比

  • 邻近采样
    • 简单粗暴，效率高
    • 失真较高
    • 因为是像素舍弃，会导致锯齿明显

  • 双线性采样
    • 计算量较大，效率相对低些
    • 保真相对较好一些
    • 有一定的抗锯齿能力
    • 具有低通滤波性质

其他算法

  • Bicubic Resampling
  • Lanczos Resampling