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详解 JS 压缩图片

HTML5培训技术

JavaScript 操作压缩图片原理不难,已有成熟 API,然而在实际输出压缩后结果却总有意外,有些图片竟会越压缩越大,加之终端(手机)类型众多,有些手机压缩图片甚至变黑。

所以本文将试图解决如下问题:

一:弄清 Image 对象、data URL、Canvas 和 File(Blob)之间的转化关系;
二:图片压缩关键技巧;
三:超大图片压缩黑屏问题。

 

 

 

一:转化关系

在实际应用中有可能使用的情境:大多时候我们直接读取用户上传的 File 对象,读写到画布(canvas)上,利用 Canvas 的 API 进行压缩,完成压缩之后再转成 File(Blob) 对象,上传到远程图片服务器;不妨有时候我们也需要将一个 base64 字符串压缩之后再变为 base64 字符串传入到远程数据库或者再转成  File(Blob) 对象。一般的,它们有如下转化关系:

下面将按照转化关系图中的转化方法一一实现。
file2DataUrl(file, callback)

用户通过页面标签 <input type="file" /> 上传的本地图片直接转化 data URL 字符串形式。可以使用 FileReader 文件读取构造函数。FileReader 对象允许 Web 应用程序异步读取存储在计算机上的文件(或原始数据缓冲区)的内容,使用 File 或 Blob 对象指定要读取的文件或数据。该实例方法 readAsDataURL 读取文件内容并转化成 base64 字符串。在读取完后,在实例属性 result 上可获取文件内容。

Data URL 由四个部分组成:前缀(data:)、指示数据类型的 MIME 类型、如果非文本则为可选的 base64 标记、数据本身:

比如一张 png 格式图片,转化为 base64 字符串形式:data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAQAAAAEACAYAAABccqhmAAAgAElEQVR4XuxdB5g。

file2Image(file, callback)

若想将用户通过本地上传的图片放入缓存并 img 标签显示出来,除了可以利用以上方法转化成的 base64 字符串作为图片 src,还可以直接用 URL 对象,引用保存在 File 和 Blob 中数据的 URL。使用对象 URL 的好处是可以不必把文件内容读取到 JavaScript 中 而直接使用文件内容。为此,只要在需要文件内容的地方提供对象 URL 即可。

注意:要创建对象 URL,可以使用 window.URL.createObjectURL() 方法,并传入 File 或 Blob 对象。如果不再需要相应数据,最好释放它占用的内容。但只要有代码在引用对象 URL,内存就不会释放。要手工释放内存,可以把对象 URL 传给 window.revokeObjectURL()。

url2Image(url, callback)

通过图片链接(url)获取图片 Image 对象,由于图片加载是异步的,因此放到回调函数 callback 回传获取到的 Image 对象。

image2Canvas(image)

利用 drawImage() 方法将 Image 对象绘画在 Canvas 对象上。

drawImage 有三种语法形式:

参数:
image 绘制到上下文的元素;
sx 绘制选择框左上角以 Image 为基准 X 轴坐标;
sy 绘制选择框左上角以 Image 为基准 Y 轴坐标;
sWidth 绘制选择框宽度;
sHeight 绘制选择框宽度;
dx Image 的左上角在目标 canvas 上 X 轴坐标;
dy Image 的左上角在目标 canvas 上 Y 轴坐标;
dWidth Image 在目标 canvas 上绘制的宽度;
dHeight Image 在目标 canvas 上绘制的高度;

canvas2DataUrl(canvas, quality, type)

HTMLCanvasElement 对象有 toDataURL(type, encoderOptions) 方法,返回一个包含图片展示的 data URL 。同时可以指定输出格式和质量。

参数分别为:
type 图片格式,默认为 image/png。
encoderOptions 在指定图片格式为 image/jpeg 或 image/webp 的情况下,可以从 0 到 1 的区间内选择图片的质量。如果超出取值范围,将会使用默认值 0.92,其他参数会被忽略。

dataUrl2Image(dataUrl, callback)

图片链接也可以是 base64 字符串,直接赋值给 Image 对象 src 即可。

dataUrl2Blob(dataUrl, type)

将 data URL 字符串转化为 Blob 对象。主要思路是:先将 data URL 数据(data) 部分提取出来,用 atob 对经过 base64 编码的字符串进行解码,再转化成 Unicode 编码,存储在Uint8Array(8位无符号整型数组,每个元素是一个字节) 类型数组,最终转化成 Blob 对象。

canvas2Blob(canvas, callback, quality, type)

HTMLCanvasElement 有 toBlob(callback, [type], [encoderOptions]) 方法创造 Blob 对象,用以展示 canvas 上的图片;这个图片文件可以被缓存或保存到本地,由用户代理端自行决定。第二个参数指定图片格式,如不特别指明,图片的类型默认为 image/png,分辨率为 96dpi。第三个参数用于针对image/jpeg 格式的图片进行输出图片的质量设置。

为兼容低版本浏览器,作为 toBlob 的 polyfill 方案,可以用上面 data URL 生成 Blob 方法 dataUrl2Blob 作为HTMLCanvasElement 原型方法。

blob2DataUrl(blob, callback)

将 Blob 对象转化成 data URL 数据,由于 FileReader 的实例 readAsDataURL 方法不仅支持读取文件,还支持读取 Blob 对象数据,这里复用上面 file2DataUrl 方法即可:

blob2Image(blob, callback)

将 Blob 对象转化成 Image 对象,可通过 URL 对象引用文件,也支持引用 Blob 这样的类文件对象,同样,这里复用上面 file2Image 方法即可:

upload(url, file, callback)

上传图片(已压缩),可以使用 FormData 传入文件对象,通过 XHR 直接把文件上传到服务器。

也可以使用 FileReader 读取文件内容,转化成二进制上传

实现简易图片压缩

在熟悉以上各种图片转化方法的具体实现,将它们封装在一个公用对象 util 里,再结合压缩转化流程图,这里我们可以简单实现图片压缩了:

首先将上传图片转化成 Image 对象,再将写入到 Canvas 画布,最后由 Canvas 对象 API 对图片的大小和尺寸输出调整,实现压缩目的。

这个简易图片压缩方法调用和入参:

如果看到这里的客官不嫌弃这个 demo 太简单可以戳这里试试水。如果你有足够的耐心多传几种类型图片就会发现还存在如下问题:

压缩输出图片寸尺固定为原始图片尺寸大小,而实际可能需要控制输出图片尺寸,同时达到尺寸也被压缩目的;
png 格式图片同格式压缩,压缩率不高,还有可能出现“不减反增”现象;
有些情况,其他格式转化成 png 格式也会出现“不减反增”现象;
大尺寸 png 格式图片在一些手机上,压缩后出现“黑屏”现象;

改进版图片压缩

俗话说“罗马不是一天建成的”,通过上述实验,我们发现了很多不足,下面将逐条问题分析,寻求解决方案。

压缩输出图片寸尺固定为原始图片尺寸大小,而实际可能需要控制输出图片尺寸,同时达到尺寸也被压缩目的;

为了避免压缩图片变形,一般采用等比缩放,首先要计算出原始图片宽高比 aspectRatio,用户设置的高乘以 aspectRatio,得出等比缩放后的宽,若比用户设置宽的小,则用户设置的高为为基准缩放,否则以宽为基准缩放。

输出图片的尺寸确定了,接下来就是按这个尺寸创建一个 Canvas 画布,将图片画上去。这里可以将上面提到的 image2Canvas 方法稍微做一下改造:

               

一般的,不建议将 png 格式图片压缩成自身格式,这样压缩率不理想,有时反而会造成自身质量变得更大。

 

因为我们在“具体实现”中两个有关压缩关键 API:

 

  • toBlob(callback, [type], [encoderOptions]) 参数 encoderOptions 用于针对image/jpeg 格式的图片进行输出图片的质量设置;
  • toDataURL(type, encoderOptions 参数encoderOptions 在指定图片格式为 image/jpeg 或 image/webp 的情况下,可以从 0 到 1 的区间内选择图片的质量。

 

均未对 png 格式图片有压缩效果。

 

有个折衷的方案,我们可以设置一个阈值,如果 png 图片的质量小于这个值,就还是压缩输出 png 格式,这样最差的输出结果不至于质量太大,在此基础上,如果压缩后图片大小 “不减反增”,我们就兜底处理输出源图片给用户。当图片质量大于某个值时,我们压缩成 jpeg 格式。

由于各大浏览器对 Canvas 最大尺寸支持不同

如果图片尺寸过大,在创建同尺寸画布,再画上图片,就会出现异常情况,即生成的画布没有图片像素,而画布本身默认给的背景色为黑色,这样就导致图片“黑屏”情况。

 

这里可以通过控制输出图片最大宽高防止生成画布越界,并且用透明色覆盖默认黑色背景解决解决“黑屏”问题:

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