Android 图片文件读取

Android中图片的读取，修改，显示和保存涉及到的类大致如图所示。

在读取图片文件时，先将图片文件转换为InputStream对象，然后通过BitmapFactory将其转换为Bitmap对象。
在图片保存时，先将Bitmap对象转换为OutputStream对象，然后再将OutputStream输出到文件中。
如果要对图片进行修改，可以通过将Bitmap对象转换为颜色数组（int[]）来修改，也可以通过Canvas来修改。此外Bitmap类提供了一个createBitmap的静态方法，可以对Bitmap对象做一些转换。
显示图片时，可以将Bitmap对象转换为Drawable对象，然后设置给ImageView。
本文介绍图片文件的读取。

Android支持的图片格式

目前在Android中支持的图片文件格式如下。其中WebP格式是从Android4.0开始支持，但在Android4.0到Android4.2.1之间的Android系统不支持无损压缩和有透明度的WebP格式图片，Android4.2.1之后才开始支持所有的WebP格式图片。
下图截取自http://developer.android.com/guide/appendix/media-formats.html

读取图片文件到InputStream

1、读取SD卡中的图片到InputStream
对SD卡中的文件，获取到文件的路径之后便可以通过FileInputStream类来生成InputStream。FileInputStream类是InputStream类的派生类。代码示例如下。

FileInputStream stream = new FileInputStream(fileName);

2、读取resource中的图片到InputStream
对resource/drawable目录下的图片，每个文件都会在R文件中生成一个对应的整数id，通过“R.drawable.文件名”来得到id值，然后通过Resource类的openRawResource()来得到该文件对应的InputStream对象。代码示例如下。

InputStream strem = getResources().openRawResource(R.drawable.name);

3、读取assets中的图片到InputStream
对assets目录中的图片，先通过getAssets()得到AssetManager对象，然后通过AssetManager对象的open方法来打开文件，得到该文件对应的InputStream对象。代码示例如下。

InputStream strem = getAssets().open("apple.png");

注意：如果图片在assets根目录，读取时只需要加图片文件名，不需要加/assets/，图片文件名需要包含扩展名。如果图片在assets的子目录中，需要加上子目录的路径，例如apple.png在/assert/fruit/spring/目录中，则open参数为”/fruit/spring/apple.png”。

4、 通过Uri读取图片到InputStream
Uri全写是Universal Resource Identifier（通用资源标志符），Android系统中所有资源都可以用Uri来表示。在获取到资源的Uri后可以通过ContentResolver将其解析成InputStream对象。代码示例如下。

InputStream strem = getContentResolver().openInputStream(uri);

openInputStream()核心代码如下。

String scheme = uri.getScheme();
if (SCHEME_ANDROID_RESOURCE.equals(scheme)) {
    OpenResourceIdResult r = getResourceId(uri);
    InputStream stream = r.r.openRawResource(r.id);
    return stream;
} else if (SCHEME_FILE.equals(scheme)) {
    return new FileInputStream(uri.getPath());
} else {
    AssetFileDescriptor fd = openAssetFileDescriptor(uri, "r", null);
    return fd.createInputStream();
}

这里openInputStream()内先判断Uri的scheme类型，如果是resource类型，则先调用getResourceId()得到该Uri对应的资源id，然后调用openRawResource()读取文件到InputStream对象。如果是文件类型，则调用uri.getPath()得到文件路径，然后调用FileInputStream()读取文件到InputStream对象。对其他类型（即assets类型）则调用openAssetFileDescriptor()先得到一个AssetFileDescriptor对象，然后再得到一个InputStream对象。
可以看到，通过Uri读取图片的流程和上述根据类型直接读取大体是一样的（assets类型稍有不同）。

将InputStream转换为Bitmap

通过BitmapFactory的decodeStream()方法可以将InputStream转换为Bitmap对象。代码示例如下。

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(stream);

直接读取图片文件到Bitmap

上述流程是先将图片文件读取到InputStream中，然后将InputStream转换为Bitmap对象，需要两步。BitmapFactory提供了一些静态类可以直接将图片文件转换为Bitmap对象。
直接读取SD卡中的图片到Bitmap示例代码如下。

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeFile(fileName);

直接读取resource中的图片到Bitmap示例代码如下。

Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), id);

BitmapFactory并没有提供直接读取assets中图片的api。
查看BitmapFactory源码可以看到，BitmapFactory.decodeFile()和BitmapFactory.decodeResource()两个api都是先将SD卡或resource中的图片读取到InputStream，然后再调用BitmapFactory.decodeStream()来解析。由此可以看出，直接读取图片到Bitmap和先读取图片到InputStream，然后将InputStream转换为Bitmap本质上是一样的，只是BitmapFactory将这两步封装在一起。因此，如果要将非assets中的图片文件转换为Bitmap，一般就直接使用BitmapFactory即可。

BitmapFactory.Options

BitmapFactory在decode时可以传递一个Options参数，用来设置转换到Bitmap时的一些参数。
BitmapFactory.Options中包含了一系列的public成员变量，每个成员变量代表一个转换参数。这里列出了BitmapFactory.Options类中定义的全部public成员变量。在BitmapFactory.Options类的注释中详细的描述了每个成员变量的含义。这里只介绍几个常用的成员变量的用法。

    public static class Options {
        public Bitmap inBitmap;
        public boolean inMutable;
        public boolean inJustDecodeBounds;
        public int inSampleSize;
        public Bitmap.Config inPreferredConfig = Bitmap.Config.ARGB_8888;
        public boolean inPremultiplied;
        public boolean inDither;
        public int inDensity;
        public int inTargetDensity;
        public int inScreenDensity;
        public boolean inScaled;
        public boolean inPurgeable;
        public boolean inInputShareable;
        public boolean inPreferQualityOverSpeed;
        public int outWidth;
        public int outHeight;
        public String outMimeType;
        public byte[] inTempStorage;
        public boolean mCancel;
    }

inJustDecodeBounds：此变量默认为false。当此变量被设置为true时，表示只对图片的Bound（图片的范围，也就是长宽包含的像素大小）进行解析，不生成Bitmap对象。在BitmapFactory.Options定义中可以看到有三个out开头的成员变量，outWidth，outHeight和outMimeType。当inJustDecodeBounds设置为true时，会分别将图片的宽度，高度和Mime类型保存到这三个成员变量中。
inSampleSize：inSampleSize是一个整数，表示对图片像素的取样比例，即图片中每inSampleSize个像素取样后对应Bitmap中的一个像素。例如inSampleSize=2，表示图片中每两个像素对应Bitmap中的一个像素，转换后Bitmap的宽和高包含的像素个数是原图片的1/2，总像素个数是原图的1/4。inSampleSize=4，表示图片中每四个像素对应Bitmap中的一个像素，转换后Bitmap的宽和高包含的像素个数是原图片的1/4，总像素个数是原图的1/16。如果它小于1等于1，则表示完全取样，即图片中每个像素都会被提取保存到Bitmap中，转换后Bitmap的宽和高包含的像素个数和原图片相等。图片取样时只能按照2的整数次幂来取样，比如1，2，4，8，16……，如果inSampleSize不是2的整数次幂，则实际取样时使用和inSampleSize最接近的2的整数次幂来取样，比如inSampleSize= 10，和10最接近的2的整数次幂是8，因此会每8个像素取样一次。
inPreferredConfig：表示图片中每个像素的保存方式。默认为Bitmap.Config.ARGB_8888，表示每个像素需要包含Alpha，R，G，B四个通道的信息，每个通道用8位来表示，也就是需要4个字节来保存一个像素。

图片文件读取注意事项

1、WebP图片格式问题
虽然Android官方描述是在4.0之后开始支持WebP格式，但在4.0到4.2.1不支持有透明度设置和无损压缩的WebP格式图片。所以如果简单的判断，图片如果是WebP格式，且是4.0以上的系统，就通过BitmapFactory来解析，很可能会出现有些图片能解析，有些又不能解析的情况。此外，还有一些特殊机型，例如NokiaXL虽然是Android4.1的系统，但并不支持WebP编解码。因此，最好是从4.2系统开始用BitmapFactory来解析WebP格式的图片。
2、解析大图时的OOM问题
Android为每个应用分配的堆内存空间是有限的，如果应用请求的内存超过了限制，就会导致OOM。根据手机内存大小的不同，一般应用能够使用的堆内存在几十兆到两三百兆之间。然后应用在读取图片文件时非常消耗内存的，一张手机相机拍出的照片都有3M左右，如果每张图都直接读取，即使不造成OOM，也会导致频繁GC。还有些超大图一张就有几个G，如果直接读取肯定会导致OOM。为了避免读取大图时造成的OOM问题，并减少内存消耗，一般在读取图片时都需要根据图片尺寸来取样。也就是设置BitmapFactory.Options的inSampleSize属性。示例代码如下。

    Options options = new BitmapFactory.Options();
    //设置inJustDecodeBounds为true表示只获取大小，不生成Btimap
    options.inJustDecodeBounds = true;
    //解析图片大小
    InputStream stream = getContentResolver().openInputStream(uri);
    BitmapFactory.decodeStream(stream, null, options);
    stream.close();
    int width = options.outWidth;
    int height = options.outHeight;
    int ratio = 0;
    //如果宽度大于高度，交换宽度和高度
    if (width > height) {
        int temp = width;
        width = height;
        height = temp;
    }
    //计算取样比例
    it sampleRatio = Math.max(width/900, height/1600);
    //定义图片解码选项
    Options options = new Options();
    options.inSampleSize = sampleRatio;

    //读取图片，并将图片缩放到指定的目标大小
    InputStream stream = getContentResolver().openInputStream(uri);
    Bitmap bitmap = BitmapFactory.decodeStream(stream, null, options);
    stream.close();