ImageIO

发表于 2016-11-02 更新于 2019-01-12 分类于学习笔记阅读次数：

0x00 前言

这篇文章是自己在学习 CFHipsterRef Chapter 8 ImageIO 时做的笔记。

0x01 ImageIO

Image I/O 是一个强大的，虽然不太知名的图像处理框架。独立于 Core Graphics，它可以在许多不同格式之间读写，访问照片元数据，并执行常见的图像处理操作。这个框架提供了平台上最快的图像编码器和解码器，具有高级缓存机制，甚至能够增量地加载图像。

0x02 Supported Image Types

根据官网文档，Image I/O 支持 “大多数图像格式”。与其拿文档来看，还不如用代码的方式来获取。

CGImageSourceCopyTypeIdentifiers 返回支持的图像类型的 UTI 列表：

Image I/O UTIs

UTI	iOS	OS X
com.adobe.photoshop-image		x
com.adobe.raw-image	x	x
com.apple.icns		x
com.apple.macpaint		x
com.apple.pict		x
com.apple.quicktime-image		x
com.canon.cr2-raw-image	x	x
com.canon.crw-raw-image	x	x
com.canon.tif-raw-image	x	x
com.compuserve.gif	x	x
com.epson.raw-image	x	x
com.fuji.raw-image	x	x
com.hasselblad.3fr-raw-image	x	x
com.hasselblad.fff-raw-image	x	x
com.ilm.openexr-image		x
com.kodak.flashpix-image		x
com.kodak.raw-image	x	x
com.konicaminolta.raw-image	x	x
com.leafamerica.raw-image	x	x
com.leica.raw-image	x	x
com.leica.rwl-raw-image	x	x
com.microsoft.bmp	x	x
com.microsoft.cur	x	x
com.microsoft.ico	x	x
com.nikon.nrw-raw-image	x	x
com.nikon.raw-image	x	x
com.olympus.or-raw-image	x	x
com.olympus.raw-image	x	x
com.olympus.sr-raw-image	x	x
com.panasonic.raw-image	x	x
com.panasonic.rw2-raw-image	x	x
com.pentax.raw-image	x	x
com.samsung.raw-image	x	x
com.sgi.sgi-image		x
com.sony.arw-raw-image	x	x
com.sony.raw-image	x	x
com.sony.sr2-raw-image	x	x
com.truevision.tga-image	x	x
public.jpeg	x	x
public.jpeg-2000	x	x
public.mpo-image		x
public.png	x	x
public.radiance		x
public.tiff	x	x
public.xbitmap-image	x	x

事实证明，这似乎是 大多数 格式。至少是那些对现在应用程序重要的。普遍支持常见格式：TIFF，JPEG，GIF，PNG，RAW 和 Windows Bitmap，Icon 和 Cursor。另外，在 iOS 上支持多种供应商特定的 RAW 摄像机格式，不过 OS X 还支持其他几种格式。

0x03 Writing to a file

Image I/O 提供了高级输出配置，不需要很多开销。

指定期望输出格式的 UTI 以及任何选项，如压缩质量，方向或是否忽略 Alpha 通道。为目标创建一个 CGImageDestinationRef，将 CGImage 添加到其中，然后进行最终化（finalized）：

UIImage *image = ...;

NSURL *fileURL = [NSURL fileURLWithPath:@"/path/to/output.jpg"];
NSString *UTI = @"public.jpeg";
NSDictionary *options = @{
    (__bridge id)kCGImageDestinationLossyCompressionQuality : @(0.75),
    (__bridge id)kCGImagePropertyOrientation : @(4),
    (__bridge id)kCGImagePropertyHasAlpha : @(NO)
};

CGImageDestinationRef imageDestinationRef = CGImageDestinationCreateWithURL((__bridge CFURLRef)fileURL, (__bridge CFStringRef)UTI, 1, NULL);

CGImageDestinationAddImage(imageDestinaRef, [image CGImage], (__bridge CFDictionaryRef)options);
CGImageDestinationFinalize(imageDestinationRef);
CFRelease(imageDestinationRef);

0x04 Reading from a File

从一个文件中读取一张图像的过程也非常相似。

创建一个期望的输出文件的 file URL，并设置任何所需的缓存标记或图像类型提示。使用这个 URL 创建一个 CGImageSourceRef，然后调用 CGImageSourceCreateImageAtIndex 读取数据并创建一个 CGImage。

NSURL *fileURL = [NSURL fileURLWithPath:@"/path/to/input.jpg"];
NSDictionary *options = @{
    (__bridge id)kCGImageSourceTypeIdentifierHint : @"public.jpeg",
    (__bridge id)kCGImageSourceShouldCache : @(YES),
    (__bridge id)kCGImageSourceShouldAllowFloat : @(YES)
};

CGImageSourceRef imageSourceRef = CGImageSourceCreateWithURL((__bridge CFURLRef)fileURL, NULL);
CGImageRef imageRef = CGimageSourceCreateImageAtIndex(imageSourceRef, 0, (__bridge CFDictionaryRef)options);

UIImage *image = [UIImage imageWithCGImage:imageRef];

CFRelease(imageRef);
CFRelease(imageSourceRef);

0x05 Incrementally Reading an Image

前面的示例可以被扩展一下成为增量加载图像，这可以为加载特别大或远程图像提供一个更好的用户体验。

由于很多应用程序通过 HTTP 来加载图像，session task delegate 方法 URLSession:dataTask:didReceiveData: 是一个性能增益（performance gains）非常好的机会：

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask disReceiveData:(NSData *)data {
    [self.mutableResponseData appendData:data];
    CGImageSourceUpdateData(self.imageSourceRef, (__bridge CFDataRef)self.mutaleResponseData, [self.mutableResponseData length][dataTask countOfBytesExoectedToReceive]); // 原书这里的代码好像有点问题
    
    if (CGSizeEqualToSize(self.imageSize, CGSizeZero)) {
        NSDictionary *properties = (__bridge_transfer NSDictionary *)CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex(self.imageSourceRef, 0, NULL);
        
        if (properties) {
            NSNumber *width = properties[(__bridge id)kCGImagePropertyPixelWidth];
            NSNumber *height = properties[(__bridge id)kCGImagePropertyPixelHeight];
            
            if (width && height) {
                self.imageSize = CGSizeMake([width floatValue], [height floatValue]);
            }
        }
    }
    
    CGImageRef imageRef = CGImageSourceCreateImageAtIndex(self.imageSourceRef, 0, NULL);
    UIImage *image = [UIImage imageWithCGImage:imageRef];
    CFRelease(imageRef);
    
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // delete or block callback to update with image
    });
}

给定一个 CGImageSourceRef，它将会在请求开始加载时被初始化，这个 delegate 方法调用 CGImageSourceUpdateData 用响应数据缓冲区（response data buffer）更新。

如果已经加载了足够的数据来确定图像的最终尺寸，CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex 可以检索该信息并对其进行高速缓存。从那时起，一个 delegate 或 block 回调将能够发送部分加载的图像以更新主线程上的 UI。

0x06 Image Metadata

在增量图像加载示例中，从其元数据中检索到图像的宽和高，以便可以正确地调整大小 – 即使在所有数据加载之前。

可以使用相同的方法检索图像元数据，诸如 GPS 数据（位置），相机 EXIF（透镜，曝光，快门速度等），或 IPTC（information suitable for publication，创作者和版权）。

元数据被分为几个不同的字典，可以用以下任意 key 来指定：

kCGImagePropertyTIFFDictionary
kCGImagePropertyGIFDictionary
kCGImagePropertyJFIFDictionary
kCGImagePropertyExifDictionary
kCGImagePropertyPNGDictionary
kCGImagePropertyIPTCDitionary
kCGImagePropertyGPSDictionary
kCGImagePropertyCIFFDictionary
kCGImageProperty8BIMDictionary
kCGImagePropertyDNGDictionary
kCGImagePropertyExifAuxDictionary

使用 Image I/O 检索图像元数据属性是相当不言自明的：一个调用 CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex，从此刻开始它是在 CGImageProperty keys 上所有标准 NSDictionary 访问（it’s all standard NSDictionary access on CGImageProperty keys from there on out）：

NSDictionary *properties = (__bridge_transfer NSDictionary *)CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex(self.imageSourceRef, 0, NULL);

NSDictionary *EXIF = properties[(__bridge id)kCGImagePropertyExifDictionary];
if (EXIF) {
    NSString *Fnumber = EXIF[(__bridge id)kCGImagePropertyExifNumber];
    NSString *exposure = EXIF[(__bridge id)kCGImagePropertyExifExposureTime];
    NSString *ISO = EXIF[(__bridge id)kCGImagePropertyExifISOSpeedRatings];
    
    NSLog(@"Shot Information: %@ %@ %@", Fnumber, exposure, ISO);
}

NSDictionary *GPS = properties[(__bridge id)kCGImagePropertyGPSDictionary];
if (GPS) {
    NSString *latitude = GPS[(__bridge id)kCGImagePropertyGPSLatitude];
    NSString *latitudeRef = GPS[(__bridge id)kCGImagePropertyGPSLatitudeRef];
    
    NSString *longitude = GPS[(__bridge id)kCGImagePropertyGPSLongitude];
    NSString *longitudeRef = GPS[(__bridge id)kCGImagePropertyGPSLongitudeRef];
    
    NSLog(@"GPS: %@ %@ / %@ %@", latitude, latitudeRef, longitude, longitudeRef);
}