Android端 WebP图片压缩与传输的一点探索

1. 简介
直到4g时代，流量依然是宝贵的东西。而移动网络传输中，最占流量的一种载体：图片，成为了我们移动开发者不得不关注的一个问题。
我们关注的问题，无非是图片体积和质量如何达到一个比较和谐的平衡，希望得到质量不错的图片同时体积还不能太大。
走在时代前列的谷歌给出了一个不错的答案——WebP。
WebP是一种图片文件格式，在相同的压缩指标下，webp的有损压缩能比jpg小 25-34%。而在我自己的测试里，有时候能小50%。

2. 大企业背书
WebP在2010年发布第一个版本，到现在已经6年了，谷歌旗下的各种网站G+、以及非常有代表性的YouTube，他的视频文件格式WebM就是基于WebP构造的。
据说腾讯、淘宝、美团也有部分应用。

3. Android 端 JPG 转换 WebP

RxJava线程转换:

    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() {
                    @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);//分别是图片路径，宽度高度，质量，和图片类型，重点在这里。
            File webp = new File(path, imgName + "compress.webp");
            FileUtils.writeByteArrayToFile(webp, bytes1);
            Log.i("compress", "webp finish");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

我的测试机器也是Oneplus 1 ，CM13，所以需要获取相应的权限。
利用RxJava来做线程操作，在io线程里做了耗时操作。

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;
    }

根据输入的宽高值计算分辨率的缩小比例，再根据输入的压缩质量数值，压缩图片，获得压缩后bitmap，然后再将其保存成本地文件。
这是非常常见的图片压缩手段。

4. WebP对比
我用我日常生活里拍下的照片来做简单的对比测试，不是特别严谨，仅供简单的参考。
拍照设备是刷了CM13的 一加 1 。拍照场景都是日常生活特别常见的。

以下是原图预览，就不一个个放出来了，太大。

缩小分辨率，同时压缩质量

文件名	照片原图	压缩后jpg	压缩后webp	压缩比
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%

平均压缩比是：27.24%

按照原图大小，不缩小分辨率，仅压缩质量。

文件名	照片原图	压缩后jpg	压缩后webp	压缩比
3.jpg	4751 kb	796 kb	426 kb	46.48%

至此，我们就非常方便的使用了webp来对图片进行更加极致的压缩，兼顾了图片体积和质量。

呃，csdn不支持上传webp的图片。你们可以看压缩包。
我嫌麻烦，可能不会传压缩包了……所以，你们看截图吧~

睁大眼睛对比一下有啥区别，不缩小分辨率，仅压缩质量，这个3.jpg可是有46.48%的压缩比噢。
这个场景是晚上在灯光充足的室内吃饭拍的。

图片另存为放大看

5. 用Gzip再压缩

刚刚是针对本地图片的压缩，接下来，我们需要将图片传输到服务器。这个过程依然有优化空间，就是利用Gzip。

Gzip的作用对象是整个请求体，具体来说是对请求体中的内容进行可逆的压缩，类似pc上zip的那种。

Gzip压缩的请求体，需要加入相应的header: 「Content-Encoding:gzip」。
这事情Retrofit会帮你做好。

后台服务器接收到在此类型的请求，就会对请求体解压，因此需要后端的支持。

另外要注意的是，Gzip针对比较大的请求体压缩效果不错，尤其是未经过压缩的纯文本类型。

如果请求本来就很小，那么就不要使用gzip压缩了，压缩包自己的元数据可能比你的请求体还大，得不偿失。你可以自己测试一下，我估计zip和gzip的压缩字典比较类似，可以直接在pc上做测试。

6. Retrofit对请求Gzip压缩

网络请求方面，我项目里使用Retrofit (OKHttp) + RxJava。

Retrofit的Gzip压缩，本质上是通过OKHttp的拦截器来完成的。
0拦截请求
1加入header
2压缩请求
3发送出去

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. 请求体抓包对比

我会用Fiddler4 监测整个请求过程，以方便我们得知实际传输了多大的数据。

上传的具体代码就不发了，这个不是重点。
我把请求抓包之后，把request这个保存下来。

这是同时上传两张图片的大小

文件名	请求体大小
WebP+Gzip	169kb
WebP	222kb

用Gzip压缩 比不加Gzip 又小 23% ! jpg我就不发了，可以按照前面的估算一下~

WebP比Jpg小27%，然后gzip+webp又比单纯的webp小23%，节省下来的流量多可观啊！

8. 最后
WebP默认只支持Android 4.0以上，现在项目最低支持的版本是16，所以没什么问题。

在我们的项目里，IOS没用使用该技术。

根据下面的参考链接的数据以及我本人测试数据来看，WebP不仅大大的节省了用户的流量，同时还可以加速图片传输速度。就照片传输的角度来看，是非常有利的。

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相关参考:

http://isux.tencent.com/introduction-of-webp.html（产品经理看这个）

http://blog.csdn.net/GeekLei/article/details/41147479 （后台需要看这个）

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 （他们表示IOS也没有用上）
http://blog.csdn.net/mingchunhu/article/details/8155742

（Android全部都要看）