Java 图片处理——如何生成高清晰度而占有磁盘小的缩略图

现在的web项目，图片越来越多，图片大小也越来越大，随便就能达到1M,2M，甚至更大。用户上传的图片，一般是无法直接使用的。一般要生成两三种对应的缩略图，分别适配不同的终端，不同的场景。比如PC，手机，平板等等不同的终端；在比如图片列表和图片详情，肯定一个要使用缩略图，一个要使用高清图。

一般图片优化的第一步，就是在适当的地方使用缩略图，尽量不要在web端使用CSS缩放高清原始图片。下面分析了Java中如何生成不同的缩略图的技术。

常见的图片格式有： ".*\.(?i)(jpg|jpeg|gif|bmp|png)"

这其中有分为了两种，png 和 gif 是一种，其它格式是一种，因为 png 和 gif 存在透明度的问题，如果按照jpg一样处理，就会导致生成黑色背景的图片。

1. 指定高度的等比例 缩放图片：

    /**
     * 按指定高度 等比例缩放图片
     * 
     * @param imageFile
     * @param newPath
     * @param newWidth 新图的宽度
     * @throws IOException
     */
    public static void zoomImageScale(File imageFile, String newPath, int newWidth) throws IOException {
         if(!imageFile.canRead())
             return;
        BufferedImage bufferedImage = ImageIO.read(imageFile);
        if (null == bufferedImage) 
            return;
        
        int originalWidth = bufferedImage.getWidth();
        int originalHeight = bufferedImage.getHeight();
        double scale = (double)originalWidth / (double)newWidth;    // 缩放的比例
        
        int newHeight =  (int)(originalHeight / scale);

        zoomImageUtils(imageFile, newPath, bufferedImage, newWidth, newHeight);
    }

    private static void zoomImageUtils(File imageFile, String newPath, BufferedImage bufferedImage, int width, int height)
            throws IOException{
        
         String suffix = StringUtils.substringAfterLast(imageFile.getName(), ".");
        
         // 处理 png 背景变黑的问题
        if(suffix != null && (suffix.trim().toLowerCase().endsWith("png") || suffix.trim().toLowerCase().endsWith("gif"))){
            BufferedImage to= new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); 
            Graphics2D g2d = to.createGraphics(); 
            to = g2d.getDeviceConfiguration().createCompatibleImage(width, height, Transparency.TRANSLUCENT); 
            g2d.dispose(); 
            
            g2d = to.createGraphics(); 
            Image from = bufferedImage.getScaledInstance(width, height, Image.SCALE_AREA_AVERAGING); 
            g2d.drawImage(from, 0, 0, null);
            g2d.dispose(); 
            
            ImageIO.write(to, suffix, new File(newPath));
        }else{
            // 高质量压缩，其实对清晰度而言没有太多的帮助
//            BufferedImage tag = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
//            tag.getGraphics().drawImage(bufferedImage, 0, 0, width, height, null);
//
//            FileOutputStream out = new FileOutputStream(newPath);    // 将图片写入 newPath
//            JPEGImageEncoder encoder = JPEGCodec.createJPEGEncoder(out);
//            JPEGEncodeParam jep = JPEGCodec.getDefaultJPEGEncodeParam(tag);
//            jep.setQuality(1f, true);    //压缩质量, 1 是最高值
//            encoder.encode(tag, jep);
//            out.close();
            
            BufferedImage newImage = new BufferedImage(width, height, bufferedImage.getType());
            Graphics g = newImage.getGraphics();
            g.drawImage(bufferedImage, 0, 0, width, height, null);
            g.dispose();
            ImageIO.write(newImage, suffix, new File(newPath));
        }
    }

上面中 zoomImageScale可以指定生成图片的高度，然后宽度按照原始图的 高宽比 计算出新图片的宽度；同理也可以 指定生成图片的宽度，来等比例生成新图片。zoomImageUtils 方法中涉及到了三种图片处理方法：

1）图片的按照指定高度，宽度 进行普通的重绘：

            BufferedImage newImage = new BufferedImage(width, height, bufferedImage.getType());
            Graphics g = newImage.getGraphics();
            g.drawImage(bufferedImage, 0, 0, width, height, null);
            g.dispose();
            ImageIO.write(newImage, suffix, new File(newPath));

2）利用JPEGImageEncoder生成所谓的“高质量”的图片：

            // 高质量压缩，其实对清晰度而言没有太多的帮助
//            BufferedImage tag = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
//            tag.getGraphics().drawImage(bufferedImage, 0, 0, width, height, null);
//
//            FileOutputStream out = new FileOutputStream(newPath);    // 将图片写入 newPath
//            JPEGImageEncoder encoder = JPEGCodec.createJPEGEncoder(out);
//            JPEGEncodeParam jep = JPEGCodec.getDefaultJPEGEncodeParam(tag);
//            jep.setQuality(1f, true);    //压缩质量, 1 是最高值
//            encoder.encode(tag, jep);
//            out.close();

这种方法，其实仅仅是生成的图片所占硬盘更大而已，但是实际上，对图片的清晰度而已，没有实际的作用。

3）png 和 gif 图片不能采用上面说到的 图片处理方法，因为会导致生成的图片背景变成黑色，要另外处理(指定透明处理)：

            BufferedImage to = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); 
            Graphics2D g2d = to.createGraphics(); 
            to = g2d.getDeviceConfiguration().createCompatibleImage(width,height, Transparency.TRANSLUCENT); 
            g2d.dispose(); 
            
            g2d = to.createGraphics(); 
            Image from = bufferedImage.getScaledInstance(width, height, Image.SCALE_AREA_AVERAGING); 
            g2d.drawImage(from, 0, 0, null);
            g2d.dispose(); 
            
            ImageIO.write(to, suffix, new File(newPath));

4）线性处理，本方法也不能处理 png 图片：

    /**
     * 等比例改变图片尺寸
     * @param nw 新图片的宽度
     * @param oldImage 原图片
     * @throws IOException
     */
    public static void constrainProportios(int nw, String oldImage) throws IOException {
        AffineTransform transform = new AffineTransform();
        BufferedImage bis = ImageIO.read(new File(oldImage));
        int w = bis.getWidth();
        int h = bis.getHeight();
        int nh = (nw * h) / w;
        double sx = (double) nw / w;
        double sy = (double) nh / h;
        transform.setToScale(sx, sy);
        AffineTransformOp ato = new AffineTransformOp(transform, null);
        BufferedImage bid = new BufferedImage(nw, nh, BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR);
        ato.filter(bis, bid);
        
        String newPath = StringUtils.substringBeforeLast(oldImage,".")+"_3."+StringUtils.substringAfterLast(oldImage,".");
        ImageIO.write(bid, "jpeg", new File(newPath));
//        ImageIO.write(bid, "jpeg", response.getOutputStream());
    }

上面有4中图片的生成方法，除了png需要另外处理之外，其它几种图片的处理方法，用实际生成的图片的清晰度比较而言，实际上是差别不大，基本没有明显的差别。实际的测试发现，如果要生成的图片和原始图片，在清晰度上要达到用肉眼不能明显区分它们的效果的话，关键的不是使用哪种图片生成方法，关键的是不要让生成的图片的 width 和 height 太小！这个才是关键，实际测试发现，生成的图片的 width 和 height 最好不要小于500，一定不要小于 400。

2. 按照指定的高度和宽度生成图片：

    /**
     * 按尺寸缩放图片
     * 
     * @param imageFile
     * @param newPath
     * @param times
     * @throws IOException
     */
    public static void zoomImage(File imageFile, String newPath, int width, int height) throws IOException {
        if (imageFile != null && !imageFile.canRead())
            return;
        BufferedImage bufferedImage = ImageIO.read(imageFile);
        if (null == bufferedImage) 
            return;

        zoomImageUtils(imageFile, newPath, bufferedImage, width, height);
    }

这里没有按照原始图片的 高宽比 来生成图片，而是按照指定的 高度和宽度来生成图片。一般而言，最好不要选择这种处理方法，因为图片会被压缩或者拉伸，图片会变得比较难看。

3. 实际效果比较：

1）原始图片：600 x 800, 220k

2) 按照指定高度等比例生成的图片，指定高度为448, 33.7k

3) 宽度和高度小于400的普通重绘的图片，224 x 300, 12.9k

4) 宽度和高度小于400的 JPEGImageEncoder生成所谓的“高质量”的图片，224 x 300, 63.4k

5）上面四种图片在网页中，按照同样的指定的图片CSS下面的表现:

img {
    height: auto;
    max-height: 300px;
    max- 224px;
     auto;
}

可以比较明显的看出，第一张和第二张图片的清晰度是极其接近的，你甚至无法说出那张图片更加清晰；而第三张和第四种图片，从额前的头发而言，就明显的比第一张和第二张要差一些。

实际的图片分别为：

第一张：按照指定高度等比例生成的图片，指定高度为 448, 33.7k

第二张：原始图片：600 x 800, 220k

第三张：宽度和高度小于400的普通重绘的图片，224 x 300, 12.9k

第四张：宽度和高度小于400的 JPEGImageEncoder生成所谓的“高质量”的图片，224 x 300, 63.4k

结论：

生成的图片的清晰度，主要取决于生成的图片的高度和宽度的大小，而不是取决于图片生成的算法；

如果要想达到肉眼无法分别的效果，生成图片的高宽最好不要小于500，一定不要小于400；

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第四张图片达到了63.4K，但是清晰度明显差于第一张大小只有33.7K的图片。图片的宽度和高度的大小才是清晰度的决定因数。

第三张图片只有 12.9K，而清晰度和第四张63.4K的图片清晰度几乎一样，因为它们的尺寸是一样的，都是224 x 300，尽管生成图片的算法不一样。

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图片处理时，可能会遇到的两个问题：

1）上面的代码处理 png 图片时，如果png 图片的宽度或者高度，数值特别大时，可能会导致内存溢出，比如我在处理一张 320 x 16606 的png时，

    jvm抛出了内存溢出，所以如何在上面的代码中加入一个判断，如果图片的宽度或者高度，数值特别大，跳过就行了。

2）JPG图片可能会遇到：javax.imageio.IIOException: Unsupported Image Type  错误，

javax.imageio.IIOException: Unsupported Image Type
    at com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader.readInternal(JPEGImageReader.java:1068)
    at com.sun.imageio.plugins.jpeg.JPEGImageReader.read(JPEGImageReader.java:1039)
    at javax.imageio.ImageIO.read(ImageIO.java:1448)
    at javax.imageio.ImageIO.read(ImageIO.java:1308)

该错误的原因是 图片的模式错了，PS保存图片为jpg格式时，默认的模式是CMYK模式（注意，这是给印刷机用的）。所以我们应该讲模式改成：RGB. 在图像-->模式中改为RGB模式才是显示器用的。

参考：http://blog.sina.com.cn/s/blog_600ff075010153wn.html

http://iaiai.iteye.com/blog/1461370

http://zhangmingji.iteye.com/blog/1969693

也可以使用 imageMagick软件的命令来处理：

C:UsersAdministrator>mogrify -colorspace RGB -quality 100 F:uploadimages201507282015072822arrsOH.jpg