Image Downsampling

结论

先说结论，不使用 Downsampling 与使用 Downsampling，图片在内存中的占用大小分别如下图所示

问题

图片显示有一个涉及内存的问题是：

如上面所显示的图片，在 Finder 中显示磁盘的占用大小为 3.4 MB，而在内存中其占用大小会是 14.1 MB

原因

造成上图的原因在于，图片在磁盘占用大小并不等于内存的占用大小

图片在内存中的占用大小至于图片的大小有关，而与图片文件（在磁盘上）的大小无关

在 iOS 上，要显示一张图片，系统首先会解码与解压缩图片数据

通常来说，解码后的图片，1 个像素会占用 4 bytes

💡

1 byte for red, 1 byte for green, 1 byte for blue, and 1 byte for the alpha component

以上面显示的图片为例，其尺寸大小为 2560x1440

于是，这张图片在内存的占用大小为


(2560 * 1440) * 4bytes = 14,336,000bytes = 14.0625MB

解决

若想通过缩小和重绘图片来解决这个问题，实际上也不能解决问题

首先，调整一张图片的大小是比较消耗 CPU 的工作

其次，在调整图片大小时，系统依然需要对原始图片进行解码和解压缩，实际上内存占用仍然会有那么几个时刻暴增

最后，我们需要使用 ImageIO 实现 Downsampling，具体算法


func downsample(
    imageAt imageURL: URL,
    to pointSize: CGSize,
    scale: CGFloat = UIScreen.main.scale
) -> UIImage? {

    // Create an CGImageSource that represent an image
    let imageSourceOptions = [kCGImageSourceShouldCache: false] as CFDictionary
    guard let imageSource = CGImageSourceCreateWithURL(imageURL as CFURL, imageSourceOptions) else {
        return nil
    }

    // Calculate the desired dimension
    let maxDimensionInPixels = max(pointSize.width, pointSize.height) * scale

    // Perform downsampling
    let downsampleOptions = [
        kCGImageSourceCreateThumbnailFromImageAlways: true,
        kCGImageSourceShouldCacheImmediately: true,
        kCGImageSourceCreateThumbnailWithTransform: true,
        kCGImageSourceThumbnailMaxPixelSize: maxDimensionInPixels
    ] as CFDictionary
    guard let downsampledImage = CGImageSourceCreateThumbnailAtIndex(imageSource, 0, downsampleOptions) else {
        return nil
    }

    // Return the downsampled image as UIImage
    return UIImage(cgImage: downsampledImage)
}

选项解释

`kCGImageSourceShouldCache`

当这个选项被设置为 false 时， Core Graphic framework 在创建 CGImageSource 对象时，不会同时解码图片数据

`kCGImageSourceShouldCacheImmediately`

当这个选项被设置为 true 时， Core Graphic 会将 downsampling 与解码图片数据两个操作同时进行

💡

结合 kCGImageSourceShouldCache 与 kCGImageSourceShouldCacheImmediately 两个选项，开发者就控制了使用 CPU 进行解码操作的时机

`kCGImageSourceCreateThumbnailWithTransform`

当这个选项被设置为 true 时， Core Graphic 会保持 downsampled 图片与原始图片的朝向相同

什么时候应该使用 Downsampling

需要注意的是， Downsampling 操作也是一个消耗 CPU 的操作，因此，应该尽可能在「图片源」处就将图片调整到合适大小

使用 Downsampling 的时机，便是图片的大小远大于显示图片的区域（即过于浪费的时候就应该用了）

对于需要经常使用图片，并且它是需要 Downsampling 的话，应该将 downsampled 的图片缓存起来

计算图片占用内存大小的方法


let cgImage = <anImage>.cgImage!
let result = cgImage.bytesPerRow * cgImage.height

References

https://swiftsenpai.com/development/reduce-uiimage-memory-footprint/

https://github.com/Monsoir/ImageDownsamplingExample