Android显示系统之Pixel、Bitmap、Drawable、Canvas、Paint和Matrix之间的联系

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1、Pixel与Bitmap

Pixel

像素，又称画素，为图像显示的基本单位。每个像素可有各自的颜色值，可采用三原色显示，因而又分成红、绿、蓝三种子像素（RGB色域），或者青、品红、黄和黑（CMYK色域，印刷行业以及打印机中常见）。照片是一个个采样点的集合，故而单位面积内的像素越多代表解析度越高，所显示的图像就会接近于真实物体。由像素组成的图像称为Bitmap（位图）。通常来说，对于一个显示屏幕，一个点就对应一个像素。（关于像素的DPI还有布局中的dip、px等等参看下一篇博文）

Bitmap

Bitmap

extends Object
implements Parcelable

java.lang.Object
↳	android.graphics.Bitmap

1.1、定义：

Bitmap称作位图，又称栅格图（英语：Raster graphics）或称点阵图，是使用像素阵列来表示的图像，每个像素的颜色信息由RGB组合或者灰度值表示。根据颜色信息所需的数据位分为1、4、8、16、24及32位等，位数越高颜色越丰富，相应的数据量越大。其中使用1位表示一个像素颜色的位图因为一个数据位只能表示两种颜色，所以又称为二值位图。通常使用24位RGB组合数据位表示的的位图称为真彩色位图。一般来说，位图是没有经过压缩的，位图文件体积比较大。（位图常用的压缩算法是通过“索引颜色表”实现的），位图大多支持alpha通道（透明通道）。

1.2、编码方式：

RGB编码方式

位图颜色的一种编码方法，用红、绿、蓝三原色的光学强度来表示一种颜色。这是最常见的位图编码方法，可以直接用于屏幕显示。

CMYK编码方式

位图颜色的一种编码方法，用青、品红、黄、黑四种颜料含量来表示一种颜色。常用的位图编码方法之一，可以直接用于彩色印刷。

1.3、色彩深度

色彩深度又叫色彩位数，即位图中要用多少个二进制位来表示每个点的颜色，是分辨率的一个重要指标。常用有1位（单色），2位（4色，CGA），4位（16色，VGA），8 位（256色），16位（增强色），24位和32位（真彩色）等。色深16位以上的位图还可以根据其中分别表示RGB三原色或CMYK四原色（有的还包括 Alpha通道）的位数进一步分类，如16位位图图片还可分为R5G6B5，R5G5B5X1（有1位不携带信息），R5G5B5A1，R4G4B4A4 等等。

1.4、在这里不得不提一下矢量图：

矢量图定义：

矢量图[vector]，也叫做向量图，简单的说，就是缩放不失真的图像格式。矢量图是通过多个对象的组合生成的，对其中的每一个对象的纪录方式，都是以数学函数来实现的，也就是说，矢量图实际上并不是象位图那样纪录画面上每一点的信息，而是纪录了元素形状及颜色的算法，当你打开一付矢量图的时候，软件对图形象对应的函数进行运算，将运算结果[图形的形状和颜色]显示给你看。无论显示画面是大还是小，画面上的对象对应的算法是不变的，所以，即使对画面进行倍数相当大的缩放，其显示效果仍然相同[不失真]。（位图缩放会失真）

（以上参考于wikipedia）

1.5、在Android中得到一个Bitmap对象的方法

1.5.1、使用常用的静态方法获取Bitmap对象：

static Bitmap     createBitmap(Bitmap source, int x, int y, int width, int height, Matrix m, boolean filter)
//Returns an immutable bitmap from subset of the source bitmap, transformed by the optional matrix.
static Bitmap     createBitmap(int width, int height, Bitmap.Config config)
//Returns a mutable bitmap with the specified width and height.
static Bitmap     createBitmap(Bitmap source, int x, int y, int width, int height)
//Returns an immutable bitmap from the specified subset of the source bitmap.
static Bitmap     createBitmap(int[] colors, int offset, int stride, int width, int height, Bitmap.Config config)
//Returns a immutable bitmap with the specified width and height, with each pixel value set to the corresponding value in the colors array.
static Bitmap     createBitmap(Bitmap src)
//Returns an immutable bitmap from the source bitmap.
static Bitmap     createBitmap(int[] colors, int width, int height, Bitmap.Config config)
//Returns a immutable bitmap with the specified width and height, with each pixel value set to the corresponding value in the colors array.
static Bitmap     createScaledBitmap(Bitmap src, int dstWidth, int dstHeight, boolean filter)
//Creates a new bitmap, scaled from an existing bitmap, when possible.

1.5.2、使用BitmapFactory工厂类获取Bitmap对象

BitmapFactory工厂类是一个工具类，提供了大量的方法，大多数是从不同的数据源来解码、创建Bitmap对象，典型方法如下。

static Bitmap 	decodeByteArray(byte[] data, int offset, int length, BitmapFactory.Options opts)
//Decode an immutable bitmap from the specified byte array.
//解析byte[]
static Bitmap 	decodeByteArray(byte[] data, int offset, int length)
//Decode an immutable bitmap from the specified byte array.
static Bitmap 	decodeFile(String pathName)
//Decode a file path into a bitmap.
static Bitmap 	decodeFile(String pathName, BitmapFactory.Options opts)
//Decode a file path into a bitmap.
static Bitmap 	decodeFileDescriptor(FileDescriptor fd)
//Decode a bitmap from the file descriptor.
static Bitmap 	decodeFileDescriptor(FileDescriptor fd, Rect outPadding, BitmapFactory.Options opts)
//Decode a bitmap from the file descriptor.
static Bitmap 	decodeResource(Resources res, int id, BitmapFactory.Options opts)
//Synonym for opening the given resource and calling decodeResourceStream(Resources, TypedValue, InputStream, Rect, BitmapFactory.Options).
static Bitmap 	decodeResource(Resources res, int id)
//Synonym for decodeResource(Resources, int, android.graphics.BitmapFactory.Options) will null Options.
static Bitmap 	decodeResourceStream(Resources res, TypedValue value, InputStream is, Rect pad, BitmapFactory.Options opts)
//Decode a new Bitmap from an InputStream.
static Bitmap 	decodeStream(InputStream is)
//Decode an input stream into a bitmap.
static Bitmap 	decodeStream(InputStream is, Rect outPadding, BitmapFactory.Options opts)
//Decode an input stream into a bitmap.

1.5.3、使用BitmapDrawable获取Bitmap对象

BitmapDrawable继承于Drawable

//方法一
Resources res;
InputStream is=res.openRawResource(R.drawable.pic);
BitmapDrawable bitmapDrawable=new BitmapDrawable(is);
Bitmap bmp=bitmapDrawable.getBitmap();

//方法二
Resources res;
BitmapDrawable bitmapDrawable=(BitmapDrawable)res.getDrawable(R.drawable.pic);
Bitmap bmp=bitmapDrawable.getBitmap();

//方法三
ImageView image；
image.setImageBitmap(BitmapFactory.decodeStream(~~~~));
BitmapDrawable bitmapDrawable=(BitmapDrawable)image.getDrawable();
Bitmap bmp=bitmapDrawable.getBitmap();

1.6、附上Bitmap与byte[]的转换关系

1.6.1、Bitmap2Bytes

public byte[] Bitmap2Bytes(Bitmap bmp) {  
        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();  
        //public boolean compress (Bitmap.CompressFormat format, int quality, OutputStream stream)
        bmp.compress(Bitmap.CompressFormat.PNG, 100, byteArrayOutputStream );  
        return byteArrayOutputStream.toByteArray();  
    }  

1.6.2、Bytes2Bitmap

static Bitmap 	decodeByteArray(byte[] data, int offset, int length, BitmapFactory.Options opts)
//Decode an immutable bitmap from the specified byte array.
//解析byte[]

2、Drawable

当在Android工程的Drawable文件夹中导入图像文件时，Android SDK会为这个文件生成一个Drawable对象。可以通过R.drawable的方式访问这个对象。一般是调用Resource.getDrawable(int id)的方式直接获取。

Drawable 文件夹支持的图像格式有GIF、PNG、JPG，BMP。

2.1、Bitmap与Drawable的转换关系

2.1.1、Bitmap转为Drawable：

BitmapDrawable bitmapDrawable= new BitmapDrawable(bitmap) 
 因为BtimapDrawable是Drawable的子类，最终直接使用bitmapDrawable即可。 

2.1.2、Drawable转为Bitmap

参考第一点获取Bitmap的方法1.5.3。

3、Canvas 、Paint

理解Canvas对象，可以把它当做画布，Canvas的方法大多数是设置画布的大小、形状、画布背景颜色等等，要想在画布上面画画，一般要与Paint对象结合使用，顾名思义，Paint就是画笔的风格，颜料的色彩之类的。

4、Matrix

Matrix

extends Object

java.lang.Object
↳	android.graphics.Matrix

Matrix为矩阵的意思，一般用来与Bitmap配合，实现图像的缩放、变形、扭曲等操作。

public static Bitmap scaleBitmap(Bitmap bitmap, int scalWidth, int scaleHeight) {  
        int w = bitmap.getWidth();  
        int h = bitmap.getHeight();  
        // 创建操作图片用的Matrix对象  
        Matrix matrix = new Matrix();  
        // 计算缩放比例  
        float sx= ((float) scaleWidth / w);  
        float sy= ((float) scaleHeight / h);  
        // 设置缩放比例  
        matrix.postScale(sx, sy);  
        // 建立新的bitmap，其内容是对原bitmap的缩放后的图 
        Bitmap scaleBmp = Bitmap.createBitmap(bitmap, 0, 0, w, h, matrix, true);  
        return scaleBmp;  
    }  

Matrix类的其他典型方法。

boolean  postScale(float sx, float sy)//缩放
boolean 	postSkew(float kx, float ky)//扭曲
boolean 	postTranslate(float dx, float dy)//转换
boolean 	preConcat(Matrix other)//合并
boolean 	preRotate(float degrees)//旋转