iOS代码质量要求_图片压缩（iOS）

场景很简单，上传图片前压缩图片，节省流量和发图时间。最近看了看 iOS 的静态图片压缩，这里记个笔记。本人之前没学过 iOS 和 Swift，本文是一篇入门文章，描述不到位之处请大家多多批评斧正。￣ω￣=

从这几个方向入手：

选择图片处理库
减小图片尺寸
降低图片质量
改变图片格式
降低像素中每个 color component 的 depth

选择图片处理库

我把它放在本文的第一位，因为接下来的代码展示都要用到它。

我选择的是 iOS 自带的 Image I/O，好处是速度快、内存占用小、主流图片格式硬解，Image and Graphics Best Practices - WWDC 2018 和 Image Resizing Techniques 中有介绍。

减小图片尺寸

根据原图的尺寸推测出预期缩略图的尺寸，这个与业务场景强相关，开源的实现比如 Luban，是模仿微信的缩略图尺寸计算逻辑。

首先获取原图尺寸：

let

然后根据原图尺寸区分几种情况，这里给个 Example，真正用的话可以根据 Luban 改改：

短边与长边比例小于1/3的被算作长图，单独开一条分支。（比例小于 x/x 被算作超长图）
正常比例的图
- 尺寸较小的，截图等：可视最长边长度，尺寸等比缩小到长边为 1280
- 尺寸较大的，照片等：可视最短边长度，尺寸等比缩小到短边为 1080 或 1280

计算出预期缩略图的尺寸（thumbWidth, thumbHeight）之后，创建缩略图 CGImage:

let

快速看了下选项 kCGImageSourceSubsampleFactor 的注释，它能令解码后返回的图片的长宽缩小为原图的 1/n，n ∈ { 2, 4, 8 }。

有点像 libjpeg 支持的 IDCT Scaling，即 jpeg_decompress_struct 里的 scale_num / scale_denom。Skia（Android 用的就是它）的 SkJpegCodec 有提到，libjpeg-turbo 目前对其中的 1/4 和 1/2 有 SIMD 加速。

咳咳，跑远了，要注意一点，用 JPEG 的 IDCT scaling 虽然快，但会导致图像质量变差，我并没有尝试 kCGImageSourceSubsampleFactor 这个选项，不确定它会不会令图像质量变差，有兴趣的同学可以试试。 // TODO 之后补上

就顺便一提，如果想获得微信的缩略图尺寸计算逻辑，可以先从日志入手，自己发几张图，从微信打的日志定位到具体的业务代码。微信日志是非对称加密的。一种方法是修改 xlog 库，拿一台 root 的 Android 手机，把 libwechatxlog.so pull 出来，修改成忽略公钥，再把它 push 回去，替换掉所有 libwechatxlog.so 出现的地方，这样就得到了一个日志不加密的微信，之后 jadx 打开，在代码里搜索相关日志即可。另一种方法是在 Java 层加 hook，不提。

降低图片质量

这节主要是针对 JPEG 格式写的，JPEG 在编码时可以选择质量，iOS (AppleJPEG) 可以指定 0..1.0，而 libjpeg 是 0..100，不要以为它俩之间就是 1:100 的关系，实际我用工具 identify 估算了一下，iOS (AppleJPEG) 的 0.38 约对应于 libjpeg 的 60，0.44 约对应于 70。

这里我们选择 0.38 作为质量参数：

var

实际场景中，这个值可以受下发的配置和网络状态等环境变量影响，比如我 WIFI 下指定 0.44，4G 下指定 0.38。

改变图片格式

如果想做得简单点，编码格式就两种：JPEG 和 PNG。无透明色选 JPEG，有透明色选 PNG。因为 PNG 格式是无损压缩，一般比 JPEG 格式的图片大，也要更清晰。

透明色由 alpha channel 决定。一般 alpha channel 存在每一个像素里，当然还有其他结构的存储方式，比如 Indexed PNG 会把它写到独立的 tRNS 段。判断图片是否包含 alpha channel 可以用 CGImage Source：

let

或 CGImage 的 alphaInfo 字段：

let

来判断。这里提一下 CGImage 的 alphaInfo 字段：

public

其他字段没啥好说的，premultipliedLast 和 premultipliedFirst 代表“预乘 Alpha”，可以让图片的加载消耗变少，一般在游戏等 CPU (GPU) 密集的场景有用，介绍见 Premultiplied alpha。

压缩成 JPEG 还是 PNG 也就一个参数的区别：

if

另外我发现还有一个参数 kUTTypeJPEG2000，这个新的 JPEG 格式支持透明色，但推广不起来（估计是不向前兼容的原因）。

以下手段本人还在研究，到时来填坑！！！

如果想做得好点复杂点，比如上传的图片全部编码成 WEBP 或者更好的 HEIF（没错它比 WEBP 还小），那可能需要客户端自己引入新的编码库，还需要服务端支持转码成 JPEG 或 PNG，以便用户下载编辑。好在 HEIF 那么出名，已经有人给我们准备好库了：libheif-rs（突然放出 Rust crate

在 iOS 11 或以上，照片格式已经是 HEIF，iOS 11 或以上也已经支持 HEIF 格式的编解码：

if

在本文的有损压缩的场景下，HEIF 跟 JPEG 相比，虽然编码耗时长，但输出图片的体积会小很多，网上有许多比较，不提。

由于 HEIF 比同等体积的 JPEG 更为清晰，质量参数可以给大点。

如果想把握未来，可以研究研究同事给我墙裂推荐的 AV1，这坑不填。

降低像素中每个 color component 的 depth

比如 iPhone XS Max 的截屏图片的 color depth 都是 16-bit，降到 8-bit 图片体积会小很多。

let

多说几句

很多图片会存一些“元信息”、“元数据”，像拍摄的地理位置、时间、thumbnail 等等，但压缩图片场景需要的一般就两个：color profile 和 orientation。color profile 防止偏色，iPhone 产出的图片一般带有 Display P3，是要写到压缩后的图片里的，这个 Image I/O 会默认自动 copy；指定了 kCGImageSourceCreateThumbnailWithTransform 也会帮你做旋转对称。而大部分多余的信息和数据（地理位置、时间、thumbnail）会被去掉。这块基本不用担心。
处理图片要小心内存不够用 didReceiveMemoryWarning。
好的采样算法（比如 Lanczos）会带来更好的图像质量，但一般会消耗会更多的 CPU。目前看来没啥必要。
要怎么知道 JPEG 图片的质量？很遗憾，质量并不是元信息，要猜测 JPEG 图片质量的话可以参考 ImageMagick。
要避免重复压缩。加上个预期的缩略图的大小。

if

6. PNG 有没有有损压缩？有，但是不适合本文的场景。TinyPNG 就是有损压缩，开源的有 https://github.com/kornelski/pngquant，思想都是 quantization + indexed。完全可以用 pngquant 自己撸一个不输于 TinyPNG。注意因为出来的图是 indexed，编码时记得 NoFilter。

7. 已经很久很久没有写过博客了。