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关于Android中图片大小、内存占用与drawable文件夹关系的研究与分析

从上一篇文章《Android屏幕适配全攻略》写完之后,经常会有朋友问我这个问题:“能不能一个App只提供一套切图适应所有的分辨率呢?”我觉得有必要写一篇文章来研究一下这个问题,所以就有了这篇文章。

研究内容

本篇内容主要探讨以下场景:同一张图片,放置在不同的drawable文件夹,在同一设备上运行,对图片大小及内存占用有什么影响。

研究方法

  • 控制变量法
  • 分析法

测试环境

采用锤子T1手机(1080*1960,xxhdpi)进行测试

对于内存的查看,使用AS自带的内存查看工具。

图片大小使用如下代码获取

 private void printBitmapSize(ImageView imageView) {
        Drawable drawable = imageView.getDrawable();
        if (drawable != null) {
            BitmapDrawable bitmapDrawable = (BitmapDrawable) drawable;
            Bitmap bitmap = bitmapDrawable.getBitmap();
            Log.d(TAG, " width = " + bitmap.getWidth() + " height = " + bitmap.getHeight());
        } else {
            Log.d(TAG, "Drawable is null !");
        }
    }

研究过程

下面将给出测试的过程的截图,然后进行分析和总结

下面的测试使用的是一张720*1280分辨率的png图片,32位色,占用硬盘大小为77.11k

下面给出测试工程代码,非常简单

主界面

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    private static final String TAG = "MainActivity";

    private ImageView img;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        img = (ImageView) findViewById(R.id.img);
    }

    @Override
    public void onWindowFocusChanged(boolean hasFocus) {
        super.onWindowFocusChanged(hasFocus);
        printBitmapSize(img);
    }

    private void printBitmapSize(ImageView imageView) {
        Drawable drawable = imageView.getDrawable();
        if (drawable != null) {
            BitmapDrawable bitmapDrawable = (BitmapDrawable) drawable;
            Bitmap bitmap = bitmapDrawable.getBitmap();
            Log.d(TAG, " width = " + bitmap.getWidth() + " height = " + bitmap.getHeight());
        } else {
            Log.d(TAG, "Drawable is null !");
        }
    }

}

布局界面




    

在不设置图片的情况下,App占用内存8.31M

以下为测试部分

把图片放置在drawable文件夹下,图片大小为2160 * 3840,内存占用39.88M

把图片放置在drawable-mdpi文件夹下,图片大小为2160 * 3840,内存占用39.84M

把图片放置在drawable-hdpi文件夹下,图片大小为1440 * 2560,内存占用22.26M

把图片放置在drawable-xhdpi文件夹下,图片大小为1080 * 1920,内存占用16.11M

把图片放置在drawable-xxhdpi文件夹下,图片大小为720 * 1280,内存占用11.86M

把图片放置在drawable-xxxhdpi文件夹下,图片大小为540 * 960,内存占用10.29M

结果分析

从上面的测试结果,我们可以得出如下结论:

  1. 同一张图片,放在不同目录下,会生成不同大小的Bitmap
  2. Bitmap的长度和宽度越大,占用的内存就越大
  3. 图片在硬盘上占用的大小,与在内存中占用的大小完全不一样

下面我会对上面几个问题一一解释。

我们以放在drawable文件夹下面的图片为例,加载到内存之后,2160*3840大小的Bitmap占用的内存为

2160 3840 4 = 3317,7600 byte = 3,2400kb = 31.640625 M

所以drawable文件夹下的App内存占用 = 原始内存8.31M+图片内存31.64M= 39.95M ,与实际内存占用39.88M存在0.1755%的误差,在误差范围之内。

先简单解释一下上面的计算公式,长*宽是图片的像素总数,乘以4则是因为一个像素占用A、R、G、B四个通道,每个通道占用8位,所以描述一个像素需要32位即4个字节。

一个颜色通道需要8位描述,2^8=256,所以每个颜色通道就有256种状态。如果把彩色图转化成灰阶图的话,也有256种状态分割从白色到黑色之间的过渡颜色。

当然,也并不是所有格式的图片每个像素占用4字节,这和图片在加载时设置的Bitmap.Config有关,默认的是Bitmap.Config.ARGB_8888,其他类型如下:

  • Bitmap.Config.ALPHA_8 此时图片只有alpha值,没有RGB值,
    一1个像素占用一个字节
  • Bitmap.Config.ARGB_4444 一个像素占用2个字节,alpha(A)值,Red(R)值,Green(G)值,Blue(B)值各占4个bites共16bites,即2个字节
  • Bitmap.Config.ARGB_8888 一个像素占用4个字节,alpha(A)值,Red(R)值,Green(G)值,Blue(B)值各占8个bites,共32bites,即4个字节。这是一种高质量的图片格式,在电脑上普通采用。它也是Android手机上一个Bitmap的默认格式。
  • Bitmap.Config.RGB_565 一个像素占用2个字节,没有alpha(A)值,即不支持透明和半透明,Red(R)值占5个bites ,Green(G)值占6个bites ,Blue(B)值占5个bites,共16bites,即2个字节。对于没有透明和半透明颜色的图片来说,该格式的图片能够达到比较的呈现效果,相对于ARGB_8888来说也能减少一半的内存开销。因此它是一个不错的选择。

那么为啥在硬盘上存储只需要77.11k,放到内存里面就需要30多M呢?

因为这根本不是一回事呀~

存放在硬盘上的图片文件,会根据各自的压缩规则进行压缩,比如Jpeg这种有损压缩的图片格式,最常使用可变字长编码的哈弗曼编码,会使用哈弗曼树,也就是最优二叉树,根据某些数据出现的频率对数据段编码,从而减少占用的硬盘大小。

比如说“10111”这个序列在图片的二进制数据中出现的概率最大,那我们可以用“01”来代替这一段数据,原来5位的数据,用2位就可以表示了,这就是压缩率60%。当然这只是打个比方,在实际操作中需要考虑“异前缀原则”等编码的基本原则。

而如果把图像读取到内存中就不一样了,因为我们需要每一个像素都能在屏幕上显示,所以会把每个像素点都加载至内存中,不会对相同像素进行压缩或者是替换,所以你也应该能明白前面提到的Bitmap占用内存大小的计算公式的由来了。

说到这里,其实后两个结论已经解释清楚了,那么为什么“同一张图片,放在不同目录下,会生成不同大小的Bitmap”呢?

如果你真的看懂了我之前写的文章,那么这个问题应该不算问题。

我的测试设备为锤子T1,10801960,xxhdpi,所以说,如果把这张放置在xxhdpi的话,应该不会对图像进行放缩,也就是原始大小,所以我们在前面得到drawable-xxhdpi文件夹下,图片大小为720 1280是完全可以理解的,就是图片本身的大小。

当图片放置在drawable-hdpi中时,图片大小为1440 * 2560,长宽变为原来的两倍,这是因为不同分辨率之间的倍数关系导致的,来一张图

我们可以很明显的看到xxhdpi是hdpi的2倍,所以如果单独放置在某个drawable文件夹,手机会自动根据当前的屏幕密度对图片进行放缩。

比如上面,当把图片放置在xxxhdpi里面的时候,在xxhdpi的设备上,图片长 = 720 (3/4) = 540,图片宽 = 1280 (3/4) = 960,这与上面的测试结果是完全一致的。

至于为什么在前面的测试中,drawable和drawable-mdpi是一样的大小,是因为drawable-mdpi是系统默认的像素密度,其他像素密度都以它为基数,当只在drawable中存在图片时,如果使用该图片,那么将按照drawable-mdpi的放缩比例进行放缩。

结论

从上面的测试我们可以得出以下几个结论:

  1. 当图片放置在不同drawable文件夹中,且只有这一张图片时,运行设备会根据自身的屏幕密度,对图片进行放缩,放缩比例符合前面图上的规则
  2. 图片文件的大小与在内存中占用的大小没关系,内存中实际占用大小与图片分辨率、像素显示参数有关

所以,在一个App里面使用一套UI理论上应该是没有问题的,但是要注意

  • 最好使用较高分辨率的切图,并且放置在正确的drawable文件夹中,比如按照xxhdpi的分辨率进行切图,放置在drawable-xxhdpi中
  • 对于可以使用.9格式的图片,最好使用.9,减少资源大小
  • 如果有条件,最好提供多套UI切图。如果只有一套切图,系统需要对图片进行压缩,会进行大量运算,影响设备性能。同时,在某些情况下,系统对图片的压缩会可能会出现锯齿,造成信息的丢失
  • 如果是多套切图的话,最好不要直接用工具按照比例放缩,这样小图标会丢失一些细节。当然,这部分是美工来做的,可以让她参考这篇文章利用PS CS6的新功能保持ICON细节饱满完美

思考一下,如果把一个本来应该放在drawable-xxhdpi里面的图片放在了drawable文件夹中会出现什么问题呢?

在xxhdpi设备上,图片会被放大3倍,图片内存占用就会变为原来的9倍!

另外一个难以解释的问题

我还试着将上面那张图片放置在drawable-xxhdpi文件夹下,观察在不同屏幕密度设备的表现

xxhdpi设备(T1),图片大小为720 * 1280,内存占用 = 11.86M-8.31M= 3.55M

xxhdpi设备(N5) ,图片大小为720 * 1280,内存占用 = 20.19M-16.82M = 3.37M

xxhdpi设备(魅族m351),图片大小为720 * 1280,内存占用 = 20.17M-17.84M = 2.33M

xhdpi设备(华为g716-l070) 内存占用 = 7.72M-2.66M = 5.06M

hdpi设备(联想A360e),图片大小为360 * 640,内存占用 = 2.83M-2.96M = -0.7M

hdpi设备(酷派7269),图片大小为320 * 568,内存占用 = 6.85M-2.78M = 4.07M

然后我就凌乱了,这是什么玩意!除了俺的大锤子和原生的N5符合图片内存计算公式,其他的设备都是什么玩意!联想手机的还是负值!不过我在模拟机上测试得到的也是类似的效果,这个测试与上面的应该是同一种情况,具体原因不得而已。

有知晓原因的可以搞告诉我,谢谢。


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