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一文带你搞懂JS实现压缩图片

一文带你搞懂JS实现压缩图片

者:wuwhs

转发链接:https://segmentfault.com/a/1190000023486410

前言

公司的移动端业务需要在用户上传图片是由前端压缩图片大小,再上传到服务器,这样可以减少移动端上行流量,减少用户上传等待时长,优化用户体验。前段时间小编也发布一篇关于《JS 图片简易压缩【实践】 》,有兴趣的小伙伴也可以看看。

插播一下,本文案例已整理成插件,已上传 npm ,可通过 npm install js-image-compressor -D 安装使用,可以从 github 下载。

github:https://github.com/wuwhs/js-image-compressor

JavaScript 操作压缩图片原理不难,已有成熟 API,然而在实际输出压缩后结果却总有意外,有些图片竟会越压缩越大,加之终端(手机)类型众多,有些手机压缩图片甚至变黑。

所以本文将试图解决如下问题:

  • 弄清 Image 对象、data URL、Canvas 和 File(Blob)之间的转化关系;
  • 图片压缩关键技巧;
  • 超大图片压缩黑屏问题。

转化关系

在实际应用中有可能使用的情境:大多时候我们直接读取用户上传的 File 对象,读写到画布(canvas)上,利用 Canvas 的 API 进行压缩,完成压缩之后再转成 File(Blob) 对象,上传到远程图片服务器;不妨有时候我们也需要将一个 base64 字符串压缩之后再变为 base64 字符串传入到远程数据库或者再转成 File(Blob) 对象。一般的,它们有如下转化关系:

具体实现

下面将按照转化关系图中的转化方法一一实现。

file2DataUrl(file, callback)

用户通过页面标签 <input type="file" /> 上传的本地图片直接转化 data URL 字符串形式。可以使用 FileReader 文件读取构造函数。FileReader 对象允许 Web 应用程序异步读取存储在计算机上的文件(或原始数据缓冲区)的内容,使用 File 或 Blob 对象指定要读取的文件或数据。该实例方法 readAsDataURL 读取文件内容并转化成 base64 字符串。在读取完后,在实例属性 result 上可获取文件内容。

function file2DataUrl(file, callback) {
  var reader=new FileReader();
  reader.onload=function () {
    callback(reader.result);
  };
  reader.readAsDataURL(file);
}

Data URL 由四个部分组成:前缀(data:)、指示数据类型的 MIME 类型、如果非文本则为可选的 base64 标记、数据本身:

data:<mediatype>,<data>

比如一张 png 格式图片,转化为 base64 字符串形式:data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAQAAAAEACAYAAABccqhmAAAgAElEQVR4XuxdB5g。

file2Image(file, callback)

若想将用户通过本地上传的图片放入缓存并 img 标签显示出来,除了可以利用以上方法转化成的 base64 字符串作为图片 src,还可以直接用 URL 对象,引用保存在 File 和 Blob 中数据的 URL。使用对象 URL 的好处是可以不必把文件内容读取到 JavaScript 中 而直接使用文件内容。为此,只要在需要文件内容的地方提供对象 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);
      window.revokeObjectURL(url);
    };
    image.src=url;
  } else {
    inputFile2DataUrl(file, function(dataUrl) {
      image.onload=function() {
        callback(image);
      }
      image.src=dataUrl;
    });
  }
}

注意:要创建对象 URL,可以使用 window.URL.createObjectURL() 方法,并传入 File 或 Blob 对象。如果不再需要相应数据,最好释放它占用的内容。但只要有代码在引用对象 URL,内存就不会释放。要手工释放内存,可以把对象 URL 传给 window.revokeObjectURL()。

url2Image(url, callback)

通过图片链接(url)获取图片 Image 对象,由于图片加载是异步的,因此放到回调函数 callback 回传获取到的 Image 对象。

function url2Image(url, callback) {
  var image=new Image();
  image.src=url;
  image.onload=function() {
    callback(image);
  }
}

image2Canvas(image)

利用 drawImage() 方法将 Image 对象绘画在 Canvas 对象上。

drawImage 有三种语法形式:

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);

参数:

  • image 绘制到上下文的元素;
  • sx 绘制选择框左上角以 Image 为基准 X 轴坐标;
  • sy 绘制选择框左上角以 Image 为基准 Y 轴坐标;
  • sWidth 绘制选择框宽度;
  • sHeight 绘制选择框宽度;
  • dx Image 的左上角在目标 canvas 上 X 轴坐标;
  • dy Image 的左上角在目标 canvas 上 Y 轴坐标;
  • dWidth Image 在目标 canvas 上绘制的宽度;
  • dHeight Image 在目标 canvas 上绘制的高度;
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 对象有 toDataURL(type, encoderOptions) 方法,返回一个包含图片展示的 data URL 。同时可以指定输出格式和质量。

参数分别为:

  • type 图片格式,默认为 image/png。
  • encoderOptions 在指定图片格式为 image/jpeg 或 image/webp 的情况下,可以从 0 到 1 的区间内选择图片的质量。如果超出取值范围,将会使用默认值 0.92,其他参数会被忽略。
function canvas2DataUrl(canvas, quality, type) {
  return canvas.toDataURL(type || 'image/jpeg', quality || 0.8);
}

dataUrl2Image(dataUrl, callback)

图片链接也可以是 base64 字符串,直接赋值给 Image 对象 src 即可。

function dataUrl2Image(dataUrl, callback) {
  var image=new Image();
  image.onload=function() {
    callback(image);
  };
  image.src=dataUrl;
}

dataUrl2Blob(dataUrl, type)

将 data URL 字符串转化为 Blob 对象。主要思路是:先将 data URL 数据(data) 部分提取出来,用 atob 对经过 base64 编码的字符串进行解码,再转化成 Unicode 编码,存储在Uint8Array(8位无符号整型数组,每个元素是一个字节) 类型数组,最终转化成 Blob 对象。

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]) 方法创造 Blob 对象,用以展示 canvas 上的图片;这个图片文件可以被缓存或保存到本地,由用户代理端自行决定。第二个参数指定图片格式,如不特别指明,图片的类型默认为 image/png,分辨率为 96dpi。第三个参数用于针对image/jpeg 格式的图片进行输出图片的质量设置。

function canvas2Blob(canvas, callback, quality, type){
  canvas.toBlob(function(blob) {
    callback(blob);
  }, type || 'image/jpeg', quality || 0.8);
}

为兼容低版本浏览器,作为 toBlob 的 polyfill 方案,可以用上面 data URL 生成 Blob 方法 dataUrl2Blob 作为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)

将 Blob 对象转化成 data URL 数据,由于 FileReader 的实例 readAsDataURL 方法不仅支持读取文件,还支持读取 Blob 对象数据,这里复用上面 file2DataUrl 方法即可:

function blob2DataUrl(blob, callback) {
  file2DataUrl(blob, callback);
}

blob2Image(blob, callback)

将 Blob 对象转化成 Image 对象,可通过 URL 对象引用文件,也支持引用 Blob 这样的类文件对象,同样,这里复用上面 file2Image 方法即可:

function blob2Image(blob, callback) {
  file2Image(blob, callback);
}

upload(url, file, callback)

上传图片(已压缩),可以使用 FormData 传入文件对象,通过 XHR 直接把文件上传到服务器。

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) {
      // 上传成功
      callback && callback(xhr.responseText);
    } else {
      throw new Error(xhr);
    }
  }
  xhr.open('POST', url, true);
  xhr.send(fd);
}

也可以使用 FileReader 读取文件内容,转化成二进制上传

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);
}

实现简易图片压缩

在熟悉以上各种图片转化方法的具体实现,将它们封装在一个公用对象 util 里,再结合压缩转化流程图,这里我们可以简单实现图片压缩了:首先将上传图片转化成 Image 对象,再将写入到 Canvas 画布,最后由 Canvas 对象 API 对图片的大小和尺寸输出调整,实现压缩目的。

/**
 * 简易图片压缩方法
 * @param {Object} options 相关参数
 */
(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); };

  /**
   * 简易图片压缩构造函数
   * @param {Object} options 相关参数
   */
  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('请上传图片文件!');
      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)
    })
  }

  /**
   * 压缩之前,读取图片之后钩子函数
   */
  _proto.beforeCompress=function beforeCompress() {
    if (isFunc(this.options.beforeCompress)) {
      this.options.beforeCompress(this.file);
    }
  }

  // 省略 `util` 公用方法定义
  // ...

  // 将 `util` 公用方法添加到实例的静态属性上
  for (key in util) {
    if (util.hasOwnProperty(key)) {
      SimpleImageCompressor[key]=util[key];
    }
  }
})(window)

这个简易图片压缩方法调用和入参:

var fileEle=document.getElementById('file');

fileEle.addEventListener('change', function () {
  file=this.files[0];

  var options={
    file: file,
    quality: 0.6,
    mimeType: 'image/jpeg',
    // 压缩前回调
    beforeCompress: function (result) {
      console.log('压缩之前图片尺寸大小: ', result.size);
      console.log('mime 类型: ', result.type);
      // 将上传图片在页面预览
      // SimpleImageCompressor.file2DataUrl(result, function (url) {
      //   document.getElementById('origin').src=url;
      // })
    },
    // 压缩成功回调
    success: function (result) {
      console.log('压缩之后图片尺寸大小: ', result.size);
      console.log('mime 类型: ', result.type);
      console.log('压缩率: ', (result.size / file.size * 100).toFixed(2) + '%');

      // 生成压缩后图片在页面展示
      // SimpleImageCompressor.file2DataUrl(result, function (url) {
      //   document.getElementById('output').src=url;
      // })

      // 上传到远程服务器
      // SimpleImageCompressor.upload('/upload.png', result);
    }
  };

  new SimpleImageCompressor(options);
}, false);

如果看到这里的客官不嫌弃这个 demo 太简单可以戳这里试试水。如果你有足够的耐心多传几种类型图片就会发现还存在如下问题:

  • 压缩输出图片寸尺固定为原始图片尺寸大小,而实际可能需要控制输出图片尺寸,同时达到尺寸也被压缩目的;
  • png 格式图片同格式压缩,压缩率不高,还有可能出现“不减反增”现象;
  • 有些情况,其他格式转化成 png 格式也会出现“不减反增”现象;
  • 大尺寸 png 格式图片在一些手机上,压缩后出现“黑屏”现象;

改进版图片压缩

俗话说“罗马不是一天建成的”,通过上述实验,我们发现了很多不足,下面将逐条问题分析,寻求解决方案。

压缩输出图片寸尺固定为原始图片尺寸大小,而实际可能需要控制输出图片尺寸,同时达到尺寸也被压缩目的;

为了避免压缩图片变形,一般采用等比缩放,首先要计算出原始图片宽高比 aspectRatio,用户设置的高层以 aspectRatio,得出等比缩放后的宽,若比用户设置宽的小,则用户设置的高为为基准缩放,否则以宽为基准缩放。

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;
}

输出图片的尺寸确定了,接下来就是按这个尺寸创建一个 Canvas 画布,将图片画上去。这里可以将上面提到的 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 格式图片同格式压缩,压缩率不高,还有可能出现“不减反增”现象

一般的,不建议将 png 格式图片压缩成自身格式,这样压缩率不理想,有时反而会造成自身质量变得更大。

因为我们在“具体实现”中两个有关压缩关键 API:

  • toBlob(callback, [type], [encoderOptions]) 参数 encoderOptions 用于针对image/jpeg 格式的图片进行输出图片的质量设置;
  • toDataURL(type, encoderOptions 参数encoderOptions 在指定图片格式为 image/jpeg 或 image/webp 的情况下,可以从 0 到 1 的区间内选择图片的质量。

均未对 png 格式图片有压缩效果。

有个折衷的方案,我们可以设置一个阈值,如果 png 图片的质量小于这个值,就还是压缩输出 png 格式,这样最差的输出结果不至于质量太大,在此基础上,如果压缩后图片大小 “不减反增”,我们就兜底处理输出源图片给用户。当图片质量大于某个值时,我们压缩成 jpeg 格式。

// `png` 格式图片大小超过 `convertSize`, 转化成 `jpeg` 格式
if (file.size > options.convertSize && options.mimeType==='image/png') {
  options.mimeType='image/jpeg';
}
// 省略一些代码
// ...
// 用户期待的输出宽高没有大于源图片的宽高情况下,输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 格式图片在一些手机上,压缩后出现“黑屏”现象;

由于各大浏览器对 Canvas 最大尺寸支持不同



如果图片尺寸过大,再创建同尺寸画布,再画上图片,就会出现异常情况,即生成的画布没有图片像素,而画布本身默认给的背景色为黑色,这样就导致图片“黑屏”情况。

这里可以通过控制输出图片最大宽高防止生成画布越界,并且用透明色覆盖默认黑色背景解决解决“黑屏”问题:

// ...
// 限制最小和最大宽高
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));

// ...
// 覆盖默认填充颜色 (#000)
var fillStyle='transparent';
context.fillStyle=fillStyle;

到这里,上述的意外问题被我们一一解决了,如需体验改进版的图片压缩 demo 的小伙伴可以戳这里

总结

我们梳理了通过页面标签 <input type="file" /> 上传本地图片到图片被压缩整个过程,也覆盖到了在实际使用中还存在的一些意外情况,提供了相应的解决方案。将改进版图片压缩整理成插件,已上传 npm ,可通过 npm install js-image-compressor -D 安装使用。整理匆忙,如有问题欢迎大家指正,完~

作者:wuwhs

转发链接:https://segmentfault.com/a/1190000023486410

事起源于一个很小问题,我写了个代码,被质疑有问题:简化之后大概如下:

let a;
const x={ b: 123 };
a=123,
delete x

被质疑的主要原因是第三行a=123的后面为什么是逗号,不是分号。坦白来说,我是简单的手误,将分号错写成了逗号。但是感觉貌似应该也没有什么问题,毕竟uglifyjs会将某些语句进行合并,将分号变成逗号。继而再一想,uglifyjs是如何来进行代码压缩的、它是如何知道该合并哪些语句,不合并哪些语句的、 它又有哪些合并规则?于是有了本文。

1. AST(抽象语法树)

要想了解JS的压缩原理,需要首先了解AST。

抽象语法树:AST(Abstract Syntax Tree),是源代码的抽象语法结构的树状表现形式,这里特指编程语言的源代码。树上的每个节点都表示源代码中的一种结构。之所以说语法是「抽象」的,是因为这里的语法并不会表示出真实语法中出现的每个细节。

举个例子:

从上面两个例子中,可以看出AST是源代码根据其语法结构,省略一些细节(比如:括号没有生成节点),抽象成树形表达。抽象语法树在计算机科学中有很多应用,比如编译器、IDE、压缩代码、格式化代码等。[1]

2. 代码压缩原理

了解了AST之后,我们再分析一下JS的代码压缩原理。简单的说,就是

1. 将code转换成AST
2. 将AST进行优化,生成一个更小的AST
3. 将新生成的AST再转化成code

PS:具体的AST树大家可以在 astexplorer 上在线获得

babel,eslint,v8的逻辑均与此类似,下图是我们引用了babel的转化示意图:

以我们之前被质疑的代码为例,看看它在uglify中是怎么样一步一步被压缩的:

// uglify-js的版本需要为2.x, 3.0之后uglifyjs不再暴露Compressor api
// 2.x的uglify不能自动解析es6,所以这里先切换成es5
// npm install uglify-js@2.x
var UglifyJS=require('uglify-js');

// 原始代码
var code=`var a;
var x={ b: 123 };
a=123,
delete x`;

// 通过 UglifyJS 把代码解析为 AST
var ast=UglifyJS.parse(code);
ast.figure_out_scope();

// 转化为一颗更小的 AST 树
compressor=UglifyJS.Compressor();
ast=ast.transform(compressor);

// 再把 AST 转化为代码
code=ast.print_to_string();

// var a,x={b:123};a=123,delete x;
console.log("code", code);

到这里,我们已经了解了uglifyjs的代码压缩原理,但是还没有解决一个问题——为什么某些语句间的分号会被转换为逗号,某些不会转换。这就涉及到了uglifyjs的压缩规则。

3. 代码压缩规则

由于uglifyjs的代码压缩规则很多,我们这里只分析与本文中相关的部分:

uglifyjs的全部压缩规则可以参见:《[解读uglifyJS(四)——Javascript代码压缩](https://rapheal.sinaapp.com/2014/05/22/uglifyjs-squeeze/#more-705)》

连续的"表达式语句"可以合并成一个逗号表达式

PS: 在线demo

这其中需要注意的是只有“表达式语句”才能被合并,那么什么是表达式语句呢?

表达式 VS 语句 VS 表达式语句

表达式 :表达式都会返回一个值,可以放在任何一个需要值的地方

例如:

a; //返回a的值
    b + 3; // 返回b+3的结果

语句: 语句是一个行为,通常利用一个或多个关键字来完成给定的任务。程序由一系列语句构成。其中流控制语句有:if/while/for等。

例如:

if(x > 0) {
      ...
    }
    for(var i=0;i < arr.length; i ++) {
      ...
    }
    const a=123;

表达式语句 :既是表达式,又是语句

例如:

A();
    function() {}();
    delete x.b;
    b=b + 3;

综上所述,因为a=123 和 delete x都是表达式语句,所以分号被转换为逗号。而var x={b:123}则因为是声明语句,所以和a=123不会合并,分号不会被转换。但var x={b:123}和第一行var a又触发了另外一条规则,

多个var声明可以压缩成一个var声明

所以第一行和第二行会被合并为var a,x={b:123}

4. 总结

在本文中,我们讨论了什么是抽象语法树,uglifyjs的压缩原理,以及相应的压缩规则,最终明晰了为什么代码会被压缩成我们得到的样子,希望对大家有所帮助。

者:wuwhs

https://segmentfault.com/a/1190000023486410

已获原作者授权转载

前言



公司的移动端业务需要在用户上传图片是由前端压缩图片大小,再上传到服务器,这样可以减少移动端上行流量,减少用户上传等待时长,优化用户体验。


插播一下,本文案例已整理成插件,已上传 npm ,可通过 npm install js-image-compressor -D 安装使用,可以从 github 下载。


JavaScript 操作压缩图片原理不难,已有成熟 API,然而在实际输出压缩后结果却总有意外,有些图片竟会越压缩越大,加之终端(手机)类型众多,有些手机压缩图片甚至变黑。



所以本文将试图解决如下问题:


  • 弄清 Image 对象、data URL、Canvas 和 File(Blob)之间的转化关系;
  • 图片压缩关键技巧;
  • 超大图片压缩黑屏问题。





转化关系


在实际应用中有可能使用的情境:大多时候我们直接读取用户上传的 File 对象,读写到画布(canvas)上,利用 Canvas 的 API 进行压缩,完成压缩之后再转成 File(Blob) 对象,上传到远程图片服务器;不妨有时候我们也需要将一个 base64 字符串压缩之后再变为 base64 字符串传入到远程数据库或者再转成 File(Blob) 对象。一般的,它们有如下转化关系:





具体实现


下面将按照转化关系图中的转化方法一一实现。


file2DataUrl(file, callback)


用户通过页面标签 <input type="file" /> 上传的本地图片直接转化 data URL 字符串形式。可以使用 FileReader 文件读取构造函数。FileReader 对象允许 Web 应用程序异步读取存储在计算机上的文件(或原始数据缓冲区)的内容,使用 File 或 Blob 对象指定要读取的文件或数据。该实例方法 readAsDataURL 读取文件内容并转化成 base64 字符串。在读取完后,在实例属性 result 上可获取文件内容。

function file2DataUrl(file, callback) {  var reader=new FileReader();  reader.onload=function () {    callback(reader.result);  };  reader.readAsDataURL(file);}

Data URL 由四个部分组成:前缀(data:)、指示数据类型的 MIME 类型、如果非文本则为可选的 base64 标记、数据本身:



data:<mediatype>,<data>


比如一张 png 格式图片,转化为 base64 字符串形式:data:image/png;base64,iVBORw0KGgoAAAANSUhEUgAAAQAAAAEACAYAAABccqhmAAAgAElEQVR4XuxdB5g。


file2Image(file, callback)


若想将用户通过本地上传的图片放入缓存并 img 标签显示出来,除了可以利用以上方法转化成的 base64 字符串作为图片 src,还可以直接用 URL 对象,引用保存在 File 和 Blob 中数据的 URL。使用对象 URL 的好处是可以不必把文件内容读取到 JavaScript 中 而直接使用文件内容。为此,只要在需要文件内容的地方提供对象 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);      window.revokeObjectURL(url);    };    image.src=url;  } else {    inputFile2DataUrl(file, function(dataUrl) {      image.onload=function() {        callback(image);      }      image.src=dataUrl;    });  }}

注意:要创建对象 URL,可以使用 window.URL.createObjectURL() 方法,并传入 File 或 Blob 对象。如果不再需要相应数据,最好释放它占用的内容。但只要有代码在引用对象 URL,内存就不会释放。要手工释放内存,可以把对象 URL 传给 window.revokeObjectURL()。


url2Image(url, callback)


通过图片链接(url)获取图片 Image 对象,由于图片加载是异步的,因此放到回调函数 callback 回传获取到的 Image 对象。

function url2Image(url, callback) {  var image=new Image();  image.src=url;  image.onload=function() {    callback(image);  }}


image2Canvas(image)


利用 drawImage() 方法将 Image 对象绘画在 Canvas 对象上。


drawImage 有三种语法形式:


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);


参数:

  • image 绘制到上下文的元素;
  • sx 绘制选择框左上角以 Image 为基准 X 轴坐标;
  • sy 绘制选择框左上角以 Image 为基准 Y 轴坐标;
  • sWidth 绘制选择框宽度;
  • sHeight 绘制选择框宽度;
  • dx Image 的左上角在目标 canvas 上 X 轴坐标;
  • dy Image 的左上角在目标 canvas 上 Y 轴坐标;
  • dWidth Image 在目标 canvas 上绘制的宽度;
  • dHeight Image 在目标 canvas 上绘制的高度;


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 对象有 toDataURL(type, encoderOptions) 方法,返回一个包含图片展示的 data URL 。同时可以指定输出格式和质量。


参数分别为:

  • type 图片格式,默认为 image/png。
  • encoderOptions 在指定图片格式为 image/jpeg 或 image/webp 的情况下,可以从 0 到 1 的区间内选择图片的质量。如果超出取值范围,将会使用默认值 0.92,其他参数会被忽略。

function canvas2DataUrl(canvas, quality, type) {  return canvas.toDataURL(type || 'image/jpeg', quality || 0.8);}


dataUrl2Image(dataUrl, callback)


图片链接也可以是 base64 字符串,直接赋值给 Image 对象 src 即可。

function dataUrl2Image(dataUrl, callback) {  var image=new Image();  image.onload=function() {    callback(image);  };  image.src=dataUrl;}


dataUrl2Blob(dataUrl, type)


将 data URL 字符串转化为 Blob 对象。主要思路是:先将 data URL 数据(data) 部分提取出来,用 atob 对经过 base64 编码的字符串进行解码,再转化成 Unicode 编码,存储在Uint8Array(8位无符号整型数组,每个元素是一个字节) 类型数组,最终转化成 Blob 对象。

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]) 方法创造 Blob 对象,用以展示 canvas 上的图片;这个图片文件可以被缓存或保存到本地,由用户代理端自行决定。第二个参数指定图片格式,如不特别指明,图片的类型默认为 image/png,分辨率为 96dpi。第三个参数用于针对image/jpeg 格式的图片进行输出图片的质量设置。

function canvas2Blob(canvas, callback, quality, type){  canvas.toBlob(function(blob) {    callback(blob);  }, type || 'image/jpeg', quality || 0.8);}

为兼容低版本浏览器,作为 toBlob 的 polyfill 方案,可以用上面 data URL 生成 Blob 方法 dataUrl2Blob 作为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)


将 Blob 对象转化成 data URL 数据,由于 FileReader 的实例 readAsDataURL 方法不仅支持读取文件,还支持读取 Blob 对象数据,这里复用上面 file2DataUrl 方法即可:

function blob2DataUrl(blob, callback) {  file2DataUrl(blob, callback);}


blob2Image(blob, callback)


将 Blob 对象转化成 Image 对象,可通过 URL 对象引用文件,也支持引用 Blob 这样的类文件对象,同样,这里复用上面 file2Image 方法即可:

function blob2Image(blob, callback) {  file2Image(blob, callback);}


upload(url, file, callback)


上传图片(已压缩),可以使用 FormData 传入文件对象,通过 XHR 直接把文件上传到服务器。

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) {      // 上传成功      callback && callback(xhr.responseText);    } else {      throw new Error(xhr);    }  }  xhr.open('POST', url, true);  xhr.send(fd);}


也可以使用 FileReader 读取文件内容,转化成二进制上传

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);}





实现简易图片压缩


在熟悉以上各种图片转化方法的具体实现,将它们封装在一个公用对象 util 里,再结合压缩转化流程图,这里我们可以简单实现图片压缩了:


/** * 简易图片压缩方法 * @param {Object} options 相关参数 */(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); };  /**   * 简易图片压缩构造函数   * @param {Object} options 相关参数   */  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('请上传图片文件!');      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)    })  }  /**   * 压缩之前,读取图片之后钩子函数   */  _proto.beforeCompress=function beforeCompress() {    if (isFunc(this.options.beforeCompress)) {      this.options.beforeCompress(this.file);    }  }  // 省略 `util` 公用方法定义  // ...  // 将 `util` 公用方法添加到实例的静态属性上  for (key in util) {    if (util.hasOwnProperty(key)) {      SimpleImageCompressor[key]=util[key];    }  }})(window)

这个简易图片压缩方法调用和入参:





































var fileEle=document.getElementById('file');fileEle.addEventListener('change', function () {  file=this.files[0];  var options={    file: file,    quality: 0.6,    mimeType: 'image/jpeg',    // 压缩前回调    beforeCompress: function (result) {      console.log('压缩之前图片尺寸大小: ', result.size);      console.log('mime 类型: ', result.type);      // 将上传图片在页面预览      // SimpleImageCompressor.file2DataUrl(result, function (url) {      //   document.getElementById('origin').src=url;      // })    },    // 压缩成功回调    success: function (result) {      console.log('压缩之后图片尺寸大小: ', result.size);      console.log('mime 类型: ', result.type);      console.log('压缩率:', (result.size / file.size * 100).toFixed(2) + '%');      // 生成压缩后图片在页面展示      // SimpleImageCompressor.file2DataUrl(result, function (url) {      //   document.getElementById('output').src=url;      // })      // 上传到远程服务器      // SimpleImageCompressor.upload('/upload.png', result);    }  };  new SimpleImageCompressor(options);}, false);


如果看到这里的客官不嫌弃这个 demo 太简单可以戳这里试试水。如果你有足够的耐心多传几种类型图片就会发现还存在如下问题:


  • 压缩输出图片寸尺固定为原始图片尺寸大小,而实际可能需要控制输出图片尺寸,同时达到尺寸也被压缩目的;
  • png 格式图片同格式压缩,压缩率不高,还有可能出现“不减反增”现象;
  • 有些情况,其他格式转化成 png 格式也会出现“不减反增”现象;
  • 大尺寸 png 格式图片在一些手机上,压缩后出现“黑屏”现象;






改进版图片压缩


俗话说“罗马不是一天建成的”,通过上述实验,我们发现了很多不足,下面将逐条问题分析,寻求解决方案。


压缩输出图片寸尺固定为原始图片尺寸大小,而实际可能需要控制输出图片尺寸,同时达到尺寸也被压缩目的;


为了避免压缩图片变形,一般采用等比缩放,首先要计算出原始图片宽高比 aspectRatio,用户设置的高乘以 aspectRatio,得出等比缩放后的宽,若比用户设置宽的小,则用户设置的高为为基准缩放,否则以宽为基准缩放。

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;}

输出图片的尺寸确定了,接下来就是按这个尺寸创建一个 Canvas 画布,将图片画上去。这里可以将上面提到的 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 格式图片同格式压缩,压缩率不高,还有可能出现“不减反增”现象


一般的,不建议将 png 格式图片压缩成自身格式,这样压缩率不理想,有时反而会造成自身质量变得更大。


因为我们在“具体实现”中两个有关压缩关键 API:


  • toBlob(callback, [type], [encoderOptions]) 参数 encoderOptions 用于针对image/jpeg 格式的图片进行输出图片的质量设置;
  • toDataURL(type, encoderOptions 参数encoderOptions 在指定图片格式为 image/jpeg 或 image/webp 的情况下,可以从 0 到 1 的区间内选择图片的质量。


均未对 png 格式图片有压缩效果。


有个折衷的方案,我们可以设置一个阈值,如果 png 图片的质量小于这个值,就还是压缩输出 png 格式,这样最差的输出结果不至于质量太大,在此基础上,如果压缩后图片大小 “不减反增”,我们就兜底处理输出源图片给用户。当图片质量大于某个值时,我们压缩成 jpeg 格式。

// `png` 格式图片大小超过 `convertSize`, 转化成 `jpeg` 格式if (file.size > options.convertSize && options.mimeType==='image/png') {  options.mimeType='image/jpeg';}// 省略一些代码// ...// 用户期待的输出宽高没有大于源图片的宽高情况下,输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 格式图片在一些手机上,压缩后出现“黑屏”现象;


由于各大浏览器对 Canvas 最大尺寸支持不同



如果图片尺寸过大,在创建同尺寸画布,再画上图片,就会出现异常情况,即生成的画布没有图片像素,而画布本身默认给的背景色为黑色,这样就导致图片“黑屏”情况。


这里可以通过控制输出图片最大宽高防止生成画布越界,并且用透明色覆盖默认黑色背景解决解决“黑屏”问题:

// ...// 限制最小和最大宽高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));// ...// 覆盖默认填充颜色 (#000)var fillStyle='transparent';context.fillStyle=fillStyle;

到这里,上述的意外问题被我们一一解决了,如需体验改进版的图片压缩 demo 的小伙伴可以戳这里




总结


我们梳理了通过页面标签 <input type="file" /> 上传本地图片到图片被压缩整个过程,也覆盖到了在实际使用中还存在的一些意外情况,提供了相应的解决方案。将改进版图片压缩整理成插件,已上传 npm ,可通过 npm install js-image-compressor -D 安装使用,可以从 github 下载。整理匆忙,如有问题欢迎大家指正,完~