如何用JS有效的壓縮圖片
前言
公司的移動端業(yè)務(wù)需要在用戶上傳圖片是由前端壓縮圖片大小，再上傳到服務(wù)器，這樣可以減少移動端上行流量，減少用戶上傳等待時長，優(yōu)化用戶體驗。
插播一下，本文案例已整理成插件，已上傳npm ，可通過 npm install js-image-compressor -D 安裝使用，可以從github 下載。
所以本文將試圖解決如下問題：
- 弄清 Image 對象、data URL、Canvas 和 File（Blob）之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系；
- 圖片壓縮關(guān)鍵技巧；
- 超大圖片壓縮黑屏問題。
轉(zhuǎn)化關(guān)系
在實際應(yīng)用中有可能使用的情境：大多時候我們直接讀取用戶上傳的 File 對象，讀寫到畫布（canvas）上，利用 Canvas 的 API 進行壓縮，完成壓縮之后再轉(zhuǎn)成 File（Blob） 對象，上傳到遠程圖片服務(wù)器；不妨有時候我們也需要將一個 base64 字符串壓縮之后再變?yōu)?base64 字符串傳入到遠程數(shù)據(jù)庫或者再轉(zhuǎn)成 File（Blob） 對象。一般的，它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：
具體實現(xiàn)
下面將按照轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中的轉(zhuǎn)化方法一一實現(xiàn)。
file2DataUrl(file, callback)
用戶通過頁面標(biāo)簽 <input type="file" /> 上傳的本地圖片直接轉(zhuǎn)化date URL字符串形式?？梢允褂肍ileReader 文件讀取構(gòu)造函數(shù)。FileReader 對象允許 Web 應(yīng)用程序異步讀取存儲在計算機上的文件（或原始數(shù)據(jù)緩沖區(qū)）的內(nèi)容，使用File或Blob 對象指定要讀取的文件或數(shù)據(jù)。該實例方法 readAsDataURL 讀取文件內(nèi)容并轉(zhuǎn)化成 base64 字符串。在讀取完后，在實例屬性 result 上可獲取文件內(nèi)容。
function file2DataUrl(file, callback) {
var reader = new FileReader();
reader.onload = function () {
callback(reader.result);
};
reader.readAsDataURL(file);
}
Data URL 由四個部分組成：前綴（data:）、指示數(shù)據(jù)類型的 MIME 類型、如果非文本則為可選的 base64 標(biāo)記、數(shù)據(jù)本身：
data:<mediatype>,<data>
比如一張 png 格式圖片，轉(zhuǎn)化為 base64 字符串形式：data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAQAAAAEACAYAAABccqhmAAAgAElEQVR4XuxdB5g。
file2Image(file, callback)
若想將用戶通過本地上傳的圖片放入緩存并 img 標(biāo)簽顯示出來，除了可以利用以上方法轉(zhuǎn)化成的 base64 字符串作為圖片 src，還可以直接用 URL 對象，引用保存在 File 和 Blob 中數(shù)據(jù)的 URL。使用對象 URL 的好處是可以不必把文件內(nèi)容讀取到 JavaScript 中 而直接使用文件內(nèi)容。為此，只要在需要文件內(nèi)容的地方提供對象 URL 即可。
function file2Image(file, callback) {
var image = new Image();
var URL = window.webkitURL || window.URL;
if (URL) {
var url = URL.createObjectURL(file);
image.onload = function() {
callback(image);
URL.revokeObjectURL(url);
};
image.src = url;
} else {
inputFile2DataUrl(file, function(dataUrl) {
image.onload = function() {
callback(image);
}
image.src = dataUrl;
});
}
}
注意：要創(chuàng)建對象 URL，可以使用 window.URL.createObjectURL() 方法，并傳入 File 或 Blob 對象。如果不再需要相應(yīng)數(shù)據(jù)，最好釋放它占用的內(nèi)容。但只要有代碼在引用對象 URL，內(nèi)存就不會釋放。要手工釋放內(nèi)存，可以把對象 URL 傳給 URL.revokeObjectURL()。
url2Image(url, callback)
通過圖片鏈接（url）獲取圖片 Image 對象，由于圖片加載是異步的，因此放到回調(diào)函數(shù) callback 回傳獲取到的 Image 對象。
function url2Image(url, callback) {
var image = new Image();
image.src = url;
image.onload = function() {
callback(image);
}
}
image2Canvas(image)
利用drawlmage() 方法將 Image 對象繪畫在 Canvas 對象上。
drawImage 有三種語法形式：
void ctx.drawImage(image, dx, dy);
void ctx.drawImage(image, dx, dy, dWidth, dHeight);
void ctx.drawImage(image, sx, sy, sWidth, sHeight, dx, dy, dWidth, dHeight);
參數(shù)：
image 繪制到上下文的元素；
sx 繪制選擇框左上角以 Image 為基準(zhǔn) X 軸坐標(biāo)；
sy 繪制選擇框左上角以 Image 為基準(zhǔn) Y 軸坐標(biāo)；
sWidth 繪制選擇框?qū)挾龋?/p>
sHeight 繪制選擇框?qū)挾龋?/p>
dx Image 的左上角在目標(biāo) canvas 上 X 軸坐標(biāo)；
dy Image 的左上角在目標(biāo) canvas 上 Y 軸坐標(biāo)；
dWidth Image 在目標(biāo) canvas 上繪制的寬度；
dHeight Image 在目標(biāo) canvas 上繪制的高度；
function image2Canvas(image) {
var canvas = document.createElement('canvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');
canvas.width = image.naturalWidth;
canvas.height = image.naturalHeight;
ctx.drawImage(image, 0, 0, canvas.width, canvas.height);
return canvas;
}
canvas2DataUrl(canvas, quality, type)
HTMLCanvasElement 對象有 toDataURL(type, encoderOptions) 方法，返回一個包含圖片展示的data URL 。同時可以指定輸出格式和質(zhì)量。
參數(shù)分別為：
type 圖片格式，默認為 image/png。
encoderOptions在指定圖片格式為 image/jpeg 或 image/webp 的情況下，可以從 0 到 1 的區(qū)間內(nèi)選擇圖片的質(zhì)量。如果超出取值范圍，將會使用默認值 0.92，其他參數(shù)會被忽略。
function canvas2DataUrl(canvas, quality, type) {
return canvas.toDataURL(type || 'image/jpeg', quality || 0.8);
}
dataUrl2Image(dataUrl, callback)
圖片鏈接也可以是 base64 字符串，直接賦值給 Image 對象 src 即可。
function dataUrl2Image(dataUrl, callback) {
var image = new Image();
image.onload = function() {
callback(image);
};
image.src = dataUrl;
}
dataUrl2Blob(dataUrl, type)
將 data URL 字符串轉(zhuǎn)化為 Blob 對象。主要思路是：先將 data URL 數(shù)據(jù)（data） 部分提取出來，用 atob 對經(jīng)過 base64 編碼的字符串進行解碼，再轉(zhuǎn)化成 Unicode 編碼，存儲在Uint8Array（8位無符號整型數(shù)組，每個元素是一個字節(jié)） 類型數(shù)組，最終轉(zhuǎn)化成 Blob 對象。
function dataUrl2Blob(dataUrl, type) {
var data = dataUrl.split(',')[1];
var mimePattern = /^data:(.*?)(;base64)?,/;
var mime = dataUrl.match(mimePattern)[1];
var binStr = atob(data);
var arr = new Uint8Array(len);
for (var i = 0; i < len; i++) {
arr[i] = binStr.charCodeAt(i);
}
return new Blob([arr], {type: type || mime});
}
canvas2Blob(canvas, callback, quality, type)
HTMLCanvasElement 有toBlob(callback, [type], [encoderOptions])方法創(chuàng)造 Blob 對象，用以展示 canvas 上的圖片；這個圖片文件可以被緩存或保存到本地，由用戶代理端自行決定。第二個參數(shù)指定圖片格式，如不特別指明，圖片的類型默認為 image/png，分辨率為 96dpi。第三個參數(shù)用于針對image/jpeg 格式的圖片進行輸出圖片的質(zhì)量設(shè)置。
function canvas2Blob(canvas, callback, quality, type){
canvas.toBlob(function(blob) {
callback(blob);
}, type || 'image/jpeg', quality || 0.8);
}
為兼容低版本瀏覽器，作為 toBlob 的 polyfill 方案，可以用上面 data URL 生成 Blob 方法 dataUrl2Blob 作為HTMLCanvasElement 原型方法。
if (!HTMLCanvasElement.prototype.toBlob) {
Object.defineProperty(HTMLCanvasElement.prototype, 'toBlob', {
value: function (callback, type, quality) {
let dataUrl = this.toDataURL(type, quality);
callback(dataUrl2Blob(dataUrl));
}
});
}
blob2DataUrl(blob, callback)
將 Blob 對象轉(zhuǎn)化成 data URL 數(shù)據(jù)，由于 FileReader 的實例 readAsDataURL 方法不僅支持讀取文件，還支持讀取 Blob 對象數(shù)據(jù)，這里復(fù)用上面 file2DataUrl 方法即可：
function blob2DataUrl(blob, callback) {
file2DataUrl(blob, callback);
}
blob2Image(blob, callback)
將 Blob 對象轉(zhuǎn)化成 Image 對象，可通過 URL 對象引用文件，也支持引用 Blob 這樣的類文件對象，同樣，這里復(fù)用上面 file2Image 方法即可：
function blob2Image(blob, callback) {
file2Image(blob, callback);
}
upload(url, file, callback)
上傳圖片（已壓縮），可以使用 FormData 傳入文件對象，通過 XHR 直接把文件上傳到服務(wù)器。
function upload(url, file, callback) {
var xhr = new XMLHttpRequest();
var fd = new FormData();
fd.append('file', file);
xhr.onreadystatechange = function () {
if (xhr.readyState === 4 && xhr.status === 200) {
// 上傳成功
callback && callback(xhr.responseText);
} else {
throw new Error(xhr);
}
}
xhr.open('POST', url, true);
xhr.send(fd);
}
也可以使用 FileReader 讀取文件內(nèi)容，轉(zhuǎn)化成二進制上傳
function upload(url, file) {
var reader = new FileReader();
var xhr = new XMLHttpRequest();
xhr.open('POST', url, true);
xhr.overrideMimeType('text/plain; charset=x-user-defined-binary');
reader.onload = function() {
xhr.send(reader.result);
};
reader.readAsBinaryString(file);
}
實現(xiàn)簡易圖片壓縮
在熟悉以上各種圖片轉(zhuǎn)化方法的具體實現(xiàn)，將它們封裝在一個公用對象 util 里，再結(jié)合壓縮轉(zhuǎn)化流程圖，這里我們可以簡單實現(xiàn)圖片壓縮了：
首先將上傳圖片轉(zhuǎn)化成 Image 對象，再將寫入到 Canvas 畫布，最后由 Canvas 對象 API 對圖片的大小和尺寸輸出調(diào)整，實現(xiàn)壓縮目的。
/**
* 簡易圖片壓縮方法
* @param {Object} options 相關(guān)參數(shù)
*/
(function (win) {
var REGEXP_IMAGE_TYPE = /^image\//;
var util = {};
var defaultOptions = {
file: null,
quality: 0.8
};
var isFunc = function (fn) { return typeof fn === 'function'; };
var isImageType = function (value) { return REGEXP_IMAGE_TYPE.test(value); };
/**
* 簡易圖片壓縮構(gòu)造函數(shù)
* @param {Object} options 相關(guān)參數(shù)
*/
function SimpleImageCompressor(options) {
options = Object.assign({}, defaultOptions, options);
this.options = options;
this.file = options.file;
this.init();
}
var _proto = SimpleImageCompressor.prototype;
win.SimpleImageCompressor = SimpleImageCompressor;
/**
* 初始化
*/
_proto.init = function init() {
var _this = this;
var file = this.file;
var options = this.options;
if (!file || !isImageType(file.type)) {
console.error('請上傳圖片文件!');
return;
}
if (!isImageType(options.mimeType)) {
options.mimeType = file.type;
}
util.file2Image(file, function (img) {
var canvas = util.image2Canvas(img);
file.width = img.naturalWidth;
file.height = img.naturalHeight;
_this.beforeCompress(file, canvas);
util.canvas2Blob(canvas, function (blob) {
blob.width = canvas.width;
blob.height = canvas.height;
options.success && options.success(blob);
}, options.quality, options.mimeType)
})
}
/**
* 壓縮之前，讀取圖片之后鉤子函數(shù)
*/
_proto.beforeCompress = function beforeCompress() {
if (isFunc(this.options.beforeCompress)) {
this.options.beforeCompress(this.file);
}
}
// 省略 `util` 公用方法定義
// ...
// 將 `util` 公用方法添加到實例的靜態(tài)屬性上
for (key in util) {
if (util.hasOwnProperty(key)) {
SimpleImageCompressor[key] = util[key];
}
}
})(window)
這個簡易圖片壓縮方法調(diào)用和入?yún)ⅲ?/p>
var fileEle = document.getElementById('file');
fileEle.addEventListener('change', function () {
file = this.files[0];
var options = {
file: file,
quality: 0.6,
mimeType: 'image/jpeg',
// 壓縮前回調(diào)
beforeCompress: function (result) {
console.log('壓縮之前圖片尺寸大小: ', result.size);
console.log('mime 類型: ', result.type);
// 將上傳圖片在頁面預(yù)覽
// SimpleImageCompressor.file2DataUrl(result, function (url) {
// document.getElementById('origin').src = url;
// })
},
// 壓縮成功回調(diào)
success: function (result) {
console.log('壓縮之后圖片尺寸大小: ', result.size);
console.log('mime 類型: ', result.type);
console.log('壓縮率： ', (result.size / file.size * 100).toFixed(2) + '%');
// 生成壓縮后圖片在頁面展示
// SimpleImageCompressor.file2DataUrl(result, function (url) {
// document.getElementById('output').src = url;
// })
// 上傳到遠程服務(wù)器
// SimpleImageCompressor.upload('/upload.png', result);
}
};
new SimpleImageCompressor(options);
}, false);
如果看到這里的客官不嫌棄這個 demo 太簡單可以戳這里試試水。如果你有足夠的耐心多傳幾種類型圖片就會發(fā)現(xiàn)還存在如下問題：
壓縮輸出圖片寸尺固定為原始圖片尺寸大小，而實際可能需要控制輸出圖片尺寸，同時達到尺寸也被壓縮目的；
png 格式圖片同格式壓縮，壓縮率不高，還有可能出現(xiàn)“不減反增”現(xiàn)象；
有些情況，其他格式轉(zhuǎn)化成 png 格式也會出現(xiàn)“不減反增”現(xiàn)象；
大尺寸 png 格式圖片在一些手機上，壓縮后出現(xiàn)“黑屏”現(xiàn)象；
改進版圖片壓縮
俗話說“羅馬不是一天建成的”，通過上述實驗，我們發(fā)現(xiàn)了很多不足，下面將逐條問題分析，尋求解決方案。
壓縮輸出圖片寸尺固定為原始圖片尺寸大小，而實際可能需要控制輸出圖片尺寸，同時達到尺寸也被壓縮目的；
為了避免壓縮圖片變形，一般采用等比縮放，首先要計算出原始圖片寬高比 aspectRatio，用戶設(shè)置的高乘以 aspectRatio，得出等比縮放后的寬，若比用戶設(shè)置寬的小，則用戶設(shè)置的高為為基準(zhǔn)縮放，否則以寬為基準(zhǔn)縮放。
var aspectRatio = naturalWidth / naturalHeight;
var width = Math.max(options.width, 0) || naturalWidth;
var height = Math.max(options.height, 0) || naturalHeight;
if (height * aspectRatio > width) {
height = width / aspectRatio;
} else {
width = height * aspectRatio;
}
輸出圖片的尺寸確定了，接下來就是按這個尺寸創(chuàng)建一個 Canvas 畫布，將圖片畫上去。這里可以將上面提到的 image2Canvas 方法稍微做一下改造：
function image2Canvas(image, destWidth, destHeight) {
var canvas = document.createElement('canvas');
var ctx = canvas.getContext('2d');
canvas.width = destWidth || image.naturalWidth;
canvas.height = destHeight || image.naturalHeight;
ctx.drawImage(image, 0, 0, canvas.width, canvas.height);
return canvas;
}
png 格式圖片同格式壓縮，壓縮率不高，還有可能出現(xiàn)“不減反增”現(xiàn)象
一般的，不建議將 png 格式圖片壓縮成自身格式，這樣壓縮率不理想，有時反而會造成自身質(zhì)量變得更大。
因為我們在“具體實現(xiàn)”中兩個有關(guān)壓縮關(guān)鍵 API：
toBlob(callback, [type], [encoderOptions]) 參數(shù) encoderOptions 用于針對image/jpeg 格式的圖片進行輸出圖片的質(zhì)量設(shè)置；
toDataURL(type, encoderOptions 參數(shù)encoderOptions 在指定圖片格式為 image/jpeg 或 image/webp 的情況下，可以從 0 到 1 的區(qū)間內(nèi)選擇圖片的質(zhì)量。
均未對 png 格式圖片有壓縮效果。
有個折衷的方案，我們可以設(shè)置一個閾值，如果 png 圖片的質(zhì)量小于這個值，就還是壓縮輸出 png 格式，這樣最差的輸出結(jié)果不至于質(zhì)量太大，在此基礎(chǔ)上，如果壓縮后圖片大小 “不減反增”，我們就兜底處理輸出源圖片給用戶。當(dāng)圖片質(zhì)量大于某個值時，我們壓縮成 jpeg 格式。
// `png` 格式圖片大小超過 `convertSize`, 轉(zhuǎn)化成 `jpeg` 格式
if (file.size > options.convertSize && options.mimeType === 'image/png') {
options.mimeType = 'image/jpeg';
}
// 省略一些代碼
// ...
// 用戶期待的輸出寬高沒有大于源圖片的寬高情況下，輸出文件大小大于源文件，返回源文件
if (result.size > file.size && !(options.width > naturalWidth || options.height > naturalHeight)) {
result = file;
}
大尺寸 png 格式圖片在一些手機上，壓縮后出現(xiàn)“黑屏”現(xiàn)象；
由于各大瀏覽器對Canvas最大尺寸支持不同
如果圖片尺寸過大，在創(chuàng)建同尺寸畫布，再畫上圖片，就會出現(xiàn)異常情況，即生成的畫布沒有圖片像素，而畫布本身默認給的背景色為黑色，這樣就導(dǎo)致圖片“黑屏”情況。
這里可以通過控制輸出圖片最大寬高防止生成畫布越界，并且用透明色覆蓋默認黑色背景解決解決“黑屏”問題：
// ...
// 限制最小和最大寬高
var maxWidth = Math.max(options.maxWidth, 0) || Infinity;
var maxHeight = Math.max(options.maxHeight, 0) || Infinity;
var minWidth = Math.max(options.minWidth, 0) || 0;
var minHeight = Math.max(options.minHeight, 0) || 0;
if (maxWidth < Infinity && maxHeight < Infinity) {
if (maxHeight * aspectRatio > maxWidth) {
maxHeight = maxWidth / aspectRatio;
} else {
maxWidth = maxHeight * aspectRatio;
}
} else if (maxWidth < Infinity) {
maxHeight = maxWidth / aspectRatio;
} else if (maxHeight < Infinity) {
maxWidth = maxHeight * aspectRatio;
}
if (minWidth > 0 && minHeight > 0) {
if (minHeight * aspectRatio > minWidth) {
minHeight = minWidth / aspectRatio;
} else {
minWidth = minHeight * aspectRatio;
}
} else if (minWidth > 0) {
minHeight = minWidth / aspectRatio;
} else if (minHeight > 0) {
minWidth = minHeight * aspectRatio;
}
width = Math.floor(Math.min(Math.max(width, minWidth), maxWidth));
height = Math.floor(Math.min(Math.max(height, minHeight), maxHeight));
// ...
// 覆蓋默認填充顏色 (#000)
var fillStyle = 'transparent';
context.fillStyle = fillStyle;
到這里，上述的意外問題被我們一一解決了
總結(jié)
我們梳理了通過頁面標(biāo)簽 <input type="file" /> 上傳本地圖片到圖片被壓縮整個過程，也覆蓋到了在實際使用中還存在的一些意外情況，提供了相應(yīng)的解決方案。將改進版圖片壓縮整理成插件，已上傳npm ，可通過 npm install js-image-compressor -D 安裝使用，可以從github 下載。
以上就是如何用JS有效的壓縮圖片的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于JS有效的壓縮圖片的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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