Суть вопроса касалась производительности масштабирования изображений в Java .Другие ответы показали разные подходы, не оценивая их дальше.Мне тоже было любопытно, поэтому я попытался написать небольшой тест производительности.Однако тестирование производительности масштабирования изображения надежно , разумно и объективно затруднительно.Слишком много факторов влияния, которые необходимо учитывать:
- Размер входного изображения
- Размер выходного изображения
- Интерполяция (т. Е.«качество»: ближайший сосед, билинейный, бикубический)
BufferedImage.TYPE_*
входного изображения BufferedImage.TYPE_*
выходного изображения - Версия JVM и работающаяsystem
- Наконец: метод , который фактически используется для выполнения операции.
Я попытался охватить те из них, которые считал наиболее важными.Установки были:
На входе простая, "средняя" фотография (в частности, это "Изображение дня" из Википедии, размером 2560x1706пикселей)
Тестируются основные типы интерполяции, а именно с использованием RenderingHints
, где для клавиши INTERPOLATION
установлены значения NEAREST_NEIGHBOR
, BILINEAR
и BICUBIC
Входное изображение было преобразовано в различные типы:
BufferedImage.TYPE_INT_RGB
: тип, который обычно используется, как это «обычно» показываетнаилучшие характеристики производительности
BufferedImage.TYPE_3BTE_BGR
: это тип, с которым он считывается по умолчанию, когда просто читается с помощью ImageIO
Размер целевого изображения варьировался от ширины 10000 (таким образом, масштабируя изображение up ) до 100 (таким образом, масштабируя изображение до размера миниатюры)
Тесты проводились на Win64 / AMD K10 с 3,7 ГГц и JDK 1.8u31 с -Xmx4000m -server
.
. Испытанные методы:
Код тестов показан здесь:
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.Image;
import java.awt.MediaTracker;
import java.awt.RenderingHints;
import java.awt.geom.AffineTransform;
import java.awt.image.AffineTransformOp;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Locale;
import java.util.function.Supplier;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.JLabel;
public class ImageScalingPerformance
{
private static int blackHole = 0;
public static void main(String[] args) throws IOException
{
// Image with size 2560 x 1706, from https://upload.wikimedia.org/
// wikipedia/commons/4/41/Pitta_moluccensis_-_Kaeng_Krachan.jpg
BufferedImage image = ImageIO.read(
new File("Pitta_moluccensis_-_Kaeng_Krachan.jpg"));
int types[] =
{
BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR,
BufferedImage.TYPE_INT_RGB,
};
Object interpolationValues[] =
{
RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_NEAREST_NEIGHBOR,
RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BILINEAR,
RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BICUBIC,
};
int widths[] =
{
10000, 5000, 2500, 1000, 500, 100
};
System.out.printf("%10s%22s%6s%18s%10s\n",
"Image type", "Interpolation", "Size", "Method", "Duration (ms)");
for (int type : types)
{
BufferedImage currentImage = convert(image, type);
for (Object interpolationValue : interpolationValues)
{
for (int width : widths)
{
List<Supplier<Image>> tests =
createTests(currentImage, interpolationValue, width);
for (Supplier<Image> test : tests)
{
double durationMs = computeMs(test);
System.out.printf("%10s%22s%6s%18s%10s\n",
stringForBufferedImageType(type),
stringForInterpolationValue(interpolationValue),
String.valueOf(width),
String.valueOf(test),
String.format(Locale.ENGLISH, "%6.3f", durationMs));
}
}
}
}
System.out.println(blackHole);
}
private static List<Supplier<Image>> createTests(
BufferedImage image, Object interpolationValue, int width)
{
RenderingHints renderingHints = new RenderingHints(null);
renderingHints.put(
RenderingHints.KEY_INTERPOLATION,
interpolationValue);
double scale = (double) width / image.getWidth();
int height = (int)(scale * image.getHeight());
Supplier<Image> s0 = new Supplier<Image>()
{
@Override
public BufferedImage get()
{
return scaleWithAffineTransformOp(
image, width, height, renderingHints);
}
@Override
public String toString()
{
return "AffineTransformOp";
}
};
Supplier<Image> s1 = new Supplier<Image>()
{
@Override
public Image get()
{
return scaleWithGraphics(
image, width, height, renderingHints);
}
@Override
public String toString()
{
return "Graphics";
}
};
Supplier<Image> s2 = new Supplier<Image>()
{
@Override
public Image get()
{
return scaleWithGetScaledInstance(
image, width, height, renderingHints);
}
@Override
public String toString()
{
return "GetScaledInstance";
}
};
List<Supplier<Image>> tests = new ArrayList<Supplier<Image>>();
tests.add(s0);
tests.add(s1);
tests.add(s2);
return tests;
}
private static double computeMs(Supplier<Image> supplier)
{
int runs = 5;
long before = System.nanoTime();
for (int i=0; i<runs; i++)
{
Image image0 = supplier.get();
blackHole += image0.hashCode();
}
long after = System.nanoTime();
double durationMs = (after-before) / 1e6 / runs;
return durationMs;
}
private static BufferedImage convert(BufferedImage image, int type)
{
BufferedImage newImage = new BufferedImage(
image.getWidth(), image.getHeight(), type);
Graphics2D g = newImage.createGraphics();
g.drawImage(image, 0, 0, null);
g.dispose();
return newImage;
}
private static BufferedImage scaleWithAffineTransformOp(
BufferedImage image, int w, int h,
RenderingHints renderingHints)
{
BufferedImage scaledImage = new BufferedImage(w, h, image.getType());
double scaleX = (double) w / image.getWidth();
double scaleY = (double) h / image.getHeight();
AffineTransform affineTransform =
AffineTransform.getScaleInstance(scaleX, scaleY);
AffineTransformOp affineTransformOp = new AffineTransformOp(
affineTransform, renderingHints);
return affineTransformOp.filter(
image, scaledImage);
}
private static BufferedImage scaleWithGraphics(
BufferedImage image, int w, int h,
RenderingHints renderingHints)
{
BufferedImage scaledImage = new BufferedImage(w, h, image.getType());
Graphics2D g = scaledImage.createGraphics();
g.setRenderingHints(renderingHints);
g.drawImage(image, 0, 0, w, h, null);
g.dispose();
return scaledImage;
}
private static Image scaleWithGetScaledInstance(
BufferedImage image, int w, int h,
RenderingHints renderingHints)
{
int hint = Image.SCALE_REPLICATE;
if (renderingHints.get(RenderingHints.KEY_ALPHA_INTERPOLATION) !=
RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_NEAREST_NEIGHBOR)
{
hint = Image.SCALE_AREA_AVERAGING;
}
Image scaledImage = image.getScaledInstance(w, h, hint);
MediaTracker mediaTracker = new MediaTracker(new JLabel());
mediaTracker.addImage(scaledImage, 0);
try
{
mediaTracker.waitForAll();
}
catch (InterruptedException e)
{
Thread.currentThread().interrupt();
}
return scaledImage;
}
private static String stringForBufferedImageType(int type)
{
switch (type)
{
case BufferedImage.TYPE_INT_RGB : return "INT_RGB";
case BufferedImage.TYPE_INT_ARGB : return "INT_ARGB";
case BufferedImage.TYPE_INT_ARGB_PRE : return "INT_ARGB_PRE";
case BufferedImage.TYPE_INT_BGR : return "INT_BGR";
case BufferedImage.TYPE_3BYTE_BGR : return "3BYTE_BGR";
case BufferedImage.TYPE_4BYTE_ABGR : return "4BYTE_ABGR";
case BufferedImage.TYPE_4BYTE_ABGR_PRE : return "4BYTE_ABGR_PRE";
case BufferedImage.TYPE_USHORT_565_RGB : return "USHORT_565_RGB";
case BufferedImage.TYPE_USHORT_555_RGB : return "USHORT_555_RGB";
case BufferedImage.TYPE_BYTE_GRAY : return "BYTE_GRAY";
case BufferedImage.TYPE_USHORT_GRAY : return "USHORT_GRAY";
case BufferedImage.TYPE_BYTE_BINARY : return "BYTE_BINARY";
case BufferedImage.TYPE_BYTE_INDEXED : return "BYTE_INDEXED";
}
return "CUSTOM";
}
private static String stringForInterpolationValue(Object value)
{
if (value == RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_NEAREST_NEIGHBOR)
{
return "NEAREST/REPLICATE";
}
if (value == RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BILINEAR)
{
return "BILINEAR/AREA_AVG";
}
if (value == RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BICUBIC)
{
return "BICUBIC/AREA_AVG";
}
return "(unknown)";
}
}
Во-первых, относительно getScaledInstance
: как указал Крис Кэмпбелл в своем(знаменитая) статья о Опасности Image.getScaledInstance () (о которой уже говорилось в других ответах), метод Image#getScaledInstance
несколько сломан и имеет крайне плохую производительность для большинства конфигураций.Кроме того, он имеет недостаток, заключающийся в отсутствии такого тонкого контроля над типом интерполяции. Это следует учитывать при следующем сравнении производительности : качество результирующих изображений может отличаться, что здесь не рассматривается.Например, метод "усреднения по области" getScaledInstance
не дает хорошего качества изображения, когда размер изображения увеличен .
(Самый серьезный недостаток Image#getScaledInstance
- это ИМХО, что он дает только Image
, а не BufferedImage
, но если изображение предполагается только нарисовать в Graphics
, это может быть не важно)
Я просто дам вывод результатов программы здесь для справки, некоторые детали будут приведены ниже:
Image type Interpolation Size MethodDuration (ms)
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 10000 AffineTransformOp 197.287
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 10000 Graphics 184.427
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 10000 GetScaledInstance 1869.759
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 5000 AffineTransformOp 38.354
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 5000 Graphics 40.220
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 5000 GetScaledInstance 1088.448
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 2500 AffineTransformOp 10.153
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 2500 Graphics 9.461
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 2500 GetScaledInstance 613.030
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 1000 AffineTransformOp 2.137
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 1000 Graphics 1.956
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 1000 GetScaledInstance 464.989
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 500 AffineTransformOp 0.861
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 500 Graphics 0.750
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 500 GetScaledInstance 407.751
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 100 AffineTransformOp 0.206
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 100 Graphics 0.153
3BYTE_BGR NEAREST/REPLICATE 100 GetScaledInstance 385.863
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 10000 AffineTransformOp 830.097
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 10000 Graphics 1501.290
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 10000 GetScaledInstance 1627.934
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 5000 AffineTransformOp 207.816
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 5000 Graphics 376.789
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 5000 GetScaledInstance 1063.942
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 2500 AffineTransformOp 52.362
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 2500 Graphics 95.041
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 2500 GetScaledInstance 612.660
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 1000 AffineTransformOp 9.121
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 1000 Graphics 15.749
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 1000 GetScaledInstance 452.578
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 500 AffineTransformOp 2.593
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 500 Graphics 4.237
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 500 GetScaledInstance 407.661
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 100 AffineTransformOp 0.275
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 100 Graphics 0.297
3BYTE_BGR BILINEAR/AREA_AVG 100 GetScaledInstance 381.835
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 10000 AffineTransformOp 3015.943
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 10000 Graphics 5431.703
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 10000 GetScaledInstance 1654.424
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 5000 AffineTransformOp 756.136
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 5000 Graphics 1359.288
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 5000 GetScaledInstance 1063.467
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 2500 AffineTransformOp 189.953
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 2500 Graphics 341.039
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 2500 GetScaledInstance 615.807
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 1000 AffineTransformOp 31.351
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 1000 Graphics 55.914
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 1000 GetScaledInstance 451.808
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 500 AffineTransformOp 8.422
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 500 Graphics 15.028
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 500 GetScaledInstance 408.626
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 100 AffineTransformOp 0.703
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 100 Graphics 0.825
3BYTE_BGR BICUBIC/AREA_AVG 100 GetScaledInstance 382.610
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 10000 AffineTransformOp 330.445
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 10000 Graphics 114.656
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 10000 GetScaledInstance 2784.542
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 5000 AffineTransformOp 83.081
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 5000 Graphics 29.148
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 5000 GetScaledInstance 1117.136
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 2500 AffineTransformOp 22.296
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 2500 Graphics 7.735
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 2500 GetScaledInstance 436.779
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 1000 AffineTransformOp 3.859
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 1000 Graphics 2.542
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 1000 GetScaledInstance 205.863
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 500 AffineTransformOp 1.413
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 500 Graphics 0.963
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 500 GetScaledInstance 156.537
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 100 AffineTransformOp 0.160
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 100 Graphics 0.074
INT_RGB NEAREST/REPLICATE 100 GetScaledInstance 126.159
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 10000 AffineTransformOp 1019.438
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 10000 Graphics 1230.621
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 10000 GetScaledInstance 2721.918
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 5000 AffineTransformOp 254.616
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 5000 Graphics 308.374
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 5000 GetScaledInstance 1269.898
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 2500 AffineTransformOp 68.137
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 2500 Graphics 80.163
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 2500 GetScaledInstance 444.968
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 1000 AffineTransformOp 13.093
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 1000 Graphics 15.396
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 1000 GetScaledInstance 211.929
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 500 AffineTransformOp 3.238
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 500 Graphics 3.689
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 500 GetScaledInstance 159.688
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 100 AffineTransformOp 0.329
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 100 Graphics 0.277
INT_RGB BILINEAR/AREA_AVG 100 GetScaledInstance 127.905
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 10000 AffineTransformOp 4211.287
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 10000 Graphics 4712.587
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 10000 GetScaledInstance 2830.749
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 5000 AffineTransformOp 1069.088
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 5000 Graphics 1182.285
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 5000 GetScaledInstance 1155.663
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 2500 AffineTransformOp 263.003
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 2500 Graphics 297.663
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 2500 GetScaledInstance 444.497
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 1000 AffineTransformOp 42.841
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 1000 Graphics 48.605
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 1000 GetScaledInstance 209.261
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 500 AffineTransformOp 11.004
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 500 Graphics 12.407
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 500 GetScaledInstance 156.794
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 100 AffineTransformOp 0.817
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 100 Graphics 0.790
INT_RGB BICUBIC/AREA_AVG 100 GetScaledInstance 128.700
Это можно увидетьчто почти во всех случаях getScaledInstance
работает плохо по сравнению с другими подходами (и те немногие случаи, когда кажется, что он работает лучше, можно объяснить меньшим качеством при увеличении).
На основе AffineTransformOp
Похоже, что этот подход работает лучше всего в среднем, с единственным заметным исключением - масштабированием NEAREST_NEIGHBOR
TYPE_INT_RGB
изображений, где подход на основе Graphics
, по-видимому, неизменно быстрее.
Суть в следующем: метод, использующий AffineTransformOp
, как в ответе Йорна Хорстманна , кажется, тот, который предлагает лучшую производительность для большинство случаи применения.