Android 端 WebP 圖片壓縮與傳輸的一點探索

Wesley-H發表於2016-08-09
AndroidWeb

1. 簡介

直到4g時代，流量依然是寶貴的東西。而行動網路傳輸中，最佔流量的一種載體：圖片，成為了我們移動開發者不得不關注的一個問題。

我們關注的問題，無非是圖片體積和質量如何達到一個比較和諧的平衡，希望得到質量不錯的圖片同時體積還不能太大。

走在時代前列的谷歌給出了一個不錯的答案——WebP。

WebP是一種圖片檔案格式，在相同的壓縮指標下，webp的有失真壓縮能比jpg小 25-34%。而在我自己的測試裡，有時候能小50%。

2. 大企業背書

WebP在2010年釋出第一個版本，到現在已經6年了，谷歌旗下的各種網站G+、以及非常有代表性的YouTube，他的視訊檔案格式WebM就是基於WebP構造的。

據說騰訊、淘寶、美團也有部分應用。

3. Android 端 JPG 轉換 WebP

RxJava執行緒轉換:

    String[] imgs = new String[]{"1.jpg", "2.jpg", "3.jpg", "4.jpg", "5.jpg"};
    String path = Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + "/Pictures/test/";
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
//      test = Api.getBuilder().create(Test.class);
        String[] permissions = {Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE
                , Manifest.permission.READ_PHONE_STATE
                , Manifest.permission.CAMERA};
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
            requestPermissions(permissions, 0);
        }
        compress();
    }
    private void compress() {
        Observable.from(imgs)
                .subscribeOn(Schedulers.io())
                .doOnNext(new Action1<String>() {
                    @Override
                    public void call(String imgName) {
                        compress(imgName);
                    }
                })
                .subscribe();
    }
    private void compress(String imgName) {
        try {
            File file = new File(path, imgName);
            Log.i("compress", "jpg start");
            byte[] bytes = BitmapUtil.compressBitmapToBytes(file.getPath(), 600, 0, 60, Bitmap.CompressFormat.JPEG);
            File jpg = new File(path, imgName + "compress.jpg");
            FileUtils.writeByteArrayToFile(jpg, bytes);
            Log.i("compress", "jpg finish");
            Log.i("compress", "----------------------------------------------------");
            Log.i("compress", "webp start");
            byte[] bytes1 = BitmapUtil.compressBitmapToBytes(file.getPath(), 600, 0, 60, Bitmap.CompressFormat.WEBP);//分別是圖片路徑，寬度高度，質量，和圖片型別，重點在這裡。
            File webp = new File(path, imgName + "compress.webp");
            FileUtils.writeByteArrayToFile(webp, bytes1);
            Log.i("compress", "webp finish");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

我的測試機器也是Oneplus 1 ，CM13，所以需要獲取相應的許可權。

利用RxJava來做執行緒操作，在io執行緒裡做了耗時操作。

public static byte[] compressBitmapToBytes(String filePath, int reqWidth, int reqHeight, int quality, Bitmap.CompressFormat format) {
        Bitmap bitmap = getSmallBitmap(filePath, reqWidth, reqHeight);
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        bitmap.compress(format, quality, baos);
        byte[] bytes = baos.toByteArray();
        bitmap.recycle();
        Log.i(TAG, "Bitmap compressed success, size: " + bytes.length);
        return bytes;
    }
    public static Bitmap getSmallBitmap(String filePath, int reqWidth, int reqHeight) {
        BitmapFactory.Options options = new BitmapFactory.Options();
        options.inJustDecodeBounds = true;
        BitmapFactory.decodeFile(filePath, options);
        options.inSampleSize = calculateInSampleSize(options, reqWidth, reqHeight);
        options.inJustDecodeBounds = false;
//      options.inPreferQualityOverSpeed = true;
        return BitmapFactory.decodeFile(filePath, options);
    }
    public static int calculateInSampleSize(BitmapFactory.Options options, int reqWidth, int reqHeight) {
        int h = options.outHeight;
        int w = options.outWidth;
        int inSampleSize = 0;
        if (h > reqHeight || w > reqWidth) {
            float ratioW = (float) w / reqWidth;
            float ratioH = (float) h / reqHeight;
            inSampleSize = (int) Math.min(ratioH, ratioW);
        }
        inSampleSize = Math.max(1, inSampleSize);
        return inSampleSize;
    }

根據輸入的寬高值計算解析度的縮小比例，再根據輸入的壓縮質量數值，壓縮圖片，獲得壓縮後bitmap，然後再將其儲存成本地檔案。
這是非常常見的圖片壓縮手段。

4. WebP對比

我用我日常生活裡拍下的照片來做簡單的對比測試，不是特別嚴謹，僅供簡單的參考。

拍照裝置是刷了CM13的 一加 1 。拍照場景都是日常生活特別常見的。

以下是原圖預覽，就不一個個放出來了，太大。

這裡寫圖片描述

縮小解析度，同時壓縮質量

檔名 照片原圖 壓縮後jpg 壓縮後webp 壓縮比
1.jpg 5760 kb 98 kb 74 kb 24.49%
2.jpg 4534 kb 64 kb 35 kb 45.31%
3.jpg 4751 kb 93 kb 68 kb 26.88%
4.jpg 7002 kb 121 kb 95 kb 21.49%
5.jpg 5493 kb 111 kb 91 kb 18.02%

平均壓縮比是：27.24%

按照原圖大小，不縮小解析度，僅壓縮質量。

檔名 照片原圖 壓縮後jpg 壓縮後webp 壓縮比
3.jpg 4751 kb 796 kb 426 kb 46.48%

至此，我們就非常方便的使用了webp來對圖片進行更加極致的壓縮，兼顧了圖片體積和質量。

呃，csdn不支援上傳webp的圖片。你們可以看壓縮包。
我嫌麻煩，可能不會傳壓縮包了……所以，你們看截圖吧~

睜大眼睛對比一下有啥區別，不縮小解析度，僅壓縮質量，這個3.jpg可是有46.48%的壓縮比噢。
這個場景是晚上在燈光充足的室內吃飯拍的。

這裡寫圖片描述
這裡寫圖片描述

5. 用Gzip再壓縮

剛剛是針對本地圖片的壓縮，接下來，我們需要將圖片傳輸到伺服器。這個過程依然有優化空間，就是利用Gzip。

Gzip的作用物件是整個請求體，具體來說是對請求體中的內容進行可逆的壓縮，類似pc上zip的那種。

Gzip壓縮的請求體，需要加入相應的header: 「Content-Encoding:gzip」。
這事情Retrofit會幫你做好。

後臺伺服器接收到在此型別的請求，就會對請求體解壓，因此需要後端的支援。

另外要注意的是，Gzip針對比較大的請求體壓縮效果不錯，尤其是未經過壓縮的純文字型別。

如果請求本來就很小，那麼就不要使用gzip壓縮了，壓縮包自己的後設資料可能比你的請求體還大，得不償失。你可以自己測試一下，我估計zip和gzip的壓縮字典比較類似，可以直接在pc上做測試。

6. Retrofit對請求Gzip壓縮

網路請求方面，我專案裡使用Retrofit (OKHttp) + RxJava。

Retrofit的Gzip壓縮，本質上是通過OKHttp的攔截器來完成的。

0攔截請求
1加入header
2壓縮請求
3傳送出去

搞定，方便。

https://github.com/square/okhttp/wiki/Interceptors

/** This interceptor compresses the HTTP request body. Many webservers can't handle this! */
final class GzipRequestInterceptor implements Interceptor {
  @Override public Response intercept(Interceptor.Chain chain) throws IOException {
    Request originalRequest = chain.request();
    if (originalRequest.body() == null || originalRequest.header("Content-Encoding") != null) {
      return chain.proceed(originalRequest);
    }
    Request compressedRequest = originalRequest.newBuilder()
        .header("Content-Encoding", "gzip")
        .method(originalRequest.method(), gzip(originalRequest.body()))
        .build();
    return chain.proceed(compressedRequest);
  }
  private RequestBody gzip(final RequestBody body) {
    return new RequestBody() {
      @Override public MediaType contentType() {
        return body.contentType();
      }
      @Override public long contentLength() {
        return -1; // We don't know the compressed length in advance!
      }
      @Override public void writeTo(BufferedSink sink) throws IOException {
        BufferedSink gzipSink = Okio.buffer(new GzipSink(sink));
        body.writeTo(gzipSink);
        gzipSink.close();
      }
    };
  }
}

7. 請求體抓包對比

我會用Fiddler4 監測整個請求過程，以方便我們得知實際傳輸了多大的資料。

上傳的具體程式碼就不發了，這個不是重點。

我把請求抓包之後，把request這個儲存下來。

這裡寫圖片描述

這是同時上傳兩張圖片的大小

檔名 請求體大小
WebP+Gzip 169kb
WebP 222kb

用Gzip壓縮 比不加Gzip 又小 23% ! jpg我就不發了，可以按照前面的估算一下~

WebP比Jpg小27%，然後gzip+webp又比單純的webp小23%，節省下來的流量多可觀啊！

8. 最後

WebP預設只支援Android 4.0以上，現在專案最低支援的版本是16，所以沒什麼問題。如果你的專案最低要支援到2.0，好像也有第三方支援，但是我建議你抓產品出去打一頓。

在我們的專案裡，iOS沒用使用該技術。

根據下面的參考連結的資料以及我本人測試資料來看，WebP不僅大大的節省了使用者的流量，同時還可以加速圖片傳輸速度。就照片傳輸的角度來看，是非常有利的。

如果還是有人告訴你：“IOS做不了，不做了。”，“後臺XXX不做了。”

我建議你抓產品出去打一頓。

相關參考:

http://isux.tencent.com/introduction-of-webp.html（產品經理看這個）

http://blog.csdn.net/GeekLei/article/details/41147479 （後臺需要看這個）

https://developers.google.com/speed/webp/

http://www.infoq.com/cn/articles/sdk-optimazation?utm_campaign=infoq_content&utm_source=infoq&utm_medium=feed&utm_term （他們表示IOS也沒有用上）

http://blog.csdn.net/mingchunhu/article/details/8155742（Android全部都要看）

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