使用System.Drawing（GDI+）進行圖片縮放、壓縮類別的設計
這幾天又開始再搞System.Drawing（GDI+）這方面的設計，發現無論在怎麼小心與釋放資源，總還是會有「記憶體不足」或「在GDI+中發生泛型錯誤」等訊息會在後端伺服器的記錄檔出現，因此下定決心在把網路上所有的文章再度爬過一遍，發現又有幾個新的論點出現，因此，將其彙整成一篇文章，供給有需要的人員參考。
這篇文章所有的工作輸出重點，都放在JPEG檔案格式，若您有別種檔案處理的需求，那只能參考一下程式碼自己實作了。
先建立一個JPEG圖像品質方面的列舉
namespace Slashview.Image
{
/// /// 列舉：影像品質
///
[System.Serializable]
public enum Quality
{
Highest = 75,
High = 70,
Medium = 65,
Low = 50,
Lowest = 25
}
}
純壓縮影像類別
這裡要注意的重點有下列幾點：
- 所有有關於圖像檔案的取入、輸出，能夠盡量不要用到System.Drawing本身的檔案存取方法最好，因為這樣做有很高的機率會發生「記憶體不足」或「在GDI+中發生泛型錯誤」等錯誤，建議一律掛上MomoryStream或FileStream來動作會最佳。
- 在伺服器後端運作時，同一組DLL似乎會受到CLR進行某一種程度的記憶體管控（儘管你的伺服器記憶體還剩很多，耗用過多的記憶體仍會被GDI+判定為記憶體不足），這方面最好使用lock來保證執行緒的唯一，如此一來會讓錯誤率更降低。
namespace Slashview.Image
{
/// <summary>
/// 這個類別用來壓縮影像大小
/// </summary>
public class Compress : （請自己實作setException介面）
{
//建構子
public Compress() { }
//影像檔案來源路徑
private string _cFileSourcePathAndName;
//影像檔案目的路徑
private string _cFileTargetPathAndName;
//檔案壓縮程度
private Slashview.Image.Quality? _eQuality;
//實作資源鎖
private static System.Object _oLock = new System.Object();
/// <summary>
/// 設定來源檔案路徑與檔名
/// </summary>
public string cFileSourcePathAndName
{
set
{
System.IO.FileInfo oFI = new System.IO.FileInfo(value);
if (!oFI.Exists) { setException("來源檔案並不存在所指定的路徑中。"); }
else
{ _cFileSourcePathAndName = value; }
}
get { return _cFileSourcePathAndName; }
}
/// <summary>
/// 設定目的檔案路徑與檔名
/// </summary>
public string cFileTargetPathAndName
{
set { _cFileTargetPathAndName = value; }
get { return _cFileTargetPathAndName; }
}
/// <summary>
/// 設定影像壓縮品質
/// </summary>
public Slashview.Image.Quality? eQuality
{
set { _eQuality = value; }
get { return _eQuality; }
}
/// <summary>
/// 執行圖片壓縮
/// </summary>
public void Run()
{
//因為處理影像需要耗用系統很大的資源，因此限制同一時間只能有一個執行緒來進行此類別的調用
lock (_oLock)
{ //檢查必要資訊
CheckEssential();
//執行壓縮圖片方法
CompressImage();
}
}
/// <summary>
/// 將圖片壓縮至指定的品質（執行後結果將會把壓縮後的檔案放在指定的目錄中）
/// </summary>
private void CompressImage()
{
//開始進行影像處理（GDI+是一個很脆弱的物件，要處處呵護）
try
{
using (System.IO.FileStream oFSSource = new System.IO.FileStream(_cFileSourcePathAndName, System.IO.FileMode.Open, System.IO.FileAccess.Read))
{ //採用Image.FromStream而非Image.FromFile，是因為據說「比較不會」引發記憶體不足
using (System.Drawing.Image oImage = System.Drawing.Image.FromStream(oFSSource, false, false))
{
//設定編碼器
System.Drawing.Imaging.ImageCodecInfo oJpegCodec = GetEncoder(System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Jpeg);
//設定編碼參數包
System.Drawing.Imaging.EncoderParameters oEPs = new System.Drawing.Imaging.EncoderParameters(3);
oEPs.Param[0] = new System.Drawing.Imaging.EncoderParameter(System.Drawing.Imaging.Encoder.Quality, (int)_eQuality);
oEPs.Param[1] = new System.Drawing.Imaging.EncoderParameter(System.Drawing.Imaging.Encoder.ScanMethod, (int)System.Drawing.Imaging.EncoderValue.ScanMethodInterlaced);
oEPs.Param[2] = new System.Drawing.Imaging.EncoderParameter(System.Drawing.Imaging.Encoder.RenderMethod, (int)System.Drawing.Imaging.EncoderValue.RenderProgressive);
//把影像物件導向到檔案串流，再回寫至磁碟（oImage.Save方法很脆弱，只要磁碟稍忙碌或是權限出現一些問題，就會跳出「在GDI+中發生泛型錯誤」）
using (System.IO.FileStream oFSTarget = System.IO.File.Open(_cFileTargetPathAndName, System.IO.FileMode.Create))
{
oImage.Save(oFSTarget, oJpegCodec, oEPs);
oFSTarget.Flush();
}
}
}
}
catch (System.Exception oEx)
{
setException(string.Format(
"於 {0} 發生錯誤，錯誤原因為：{1}",
System.DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd HH:mm:ss"),
oEx.Message
));
}
}
/// <summary>
/// 檢查必要資訊
/// </summary>
private void CheckEssential()
{
//檢查檔案來源路徑是否無設定
if (string.IsNullOrEmpty(_cFileSourcePathAndName)) { setException("來源路徑不可為空值。"); }
//檢查檔案目標路徑是否無設定
if (string.IsNullOrEmpty(_cFileTargetPathAndName)) { setException("目標路徑不可為空值。"); }
//檢查來源與目標路徑是否相同（不可以為相同，因為會產生咬檔的問題）
if (_cFileSourcePathAndName.Equals(_cFileTargetPathAndName)) { setException("來源與目標路徑不可為相同值。"); }
//檢查影像壓縮品質是否無設定
if (_eQuality == null) { setException("目標路徑不可為空值。"); }
}
/// <summary>
/// 取得影像處理編碼器（codec）
/// </summary>
/// <param name="oFormat">影像格式</param>
/// <returns>編碼器</returns>
private System.Drawing.Imaging.ImageCodecInfo GetEncoder(System.Drawing.Imaging.ImageFormat oFormat)
{
System.Drawing.Imaging.ImageCodecInfo[] aryCodecs = System.Drawing.Imaging.ImageCodecInfo.GetImageDecoders();
foreach (System.Drawing.Imaging.ImageCodecInfo oCodec in aryCodecs)
{ if (oCodec.FormatID == oFormat.Guid) { return oCodec; } }
return null;
}
}
}
調用方法很簡單，請參考下列的程式碼應可以意會：
Slashview.Image.Compress oImg = new Slashview.Image.Compress()
{
cFileSourcePathAndName = @"\Source.jpg",
cFileTargetPathAndName = @"\Target.jpg",
eQuality = Slashview.Image.Quality.Highest
};
oImg.Run();
//最後建議將整個物件都釋放掉
oImage = null;
縮放影像後再進行壓縮影像類別
這裡要注意的重點有下列幾點：
- 上面所有關於影像壓縮時的重點，在這邊的作法上一併繼承。
- System.Drawing.Graphics在進行作圖優化時，要小心插補法模式「InterpolationMode」會耗用到更多的記憶體。在敝人處理圖檔的經驗中，發現在寬度超過15000像素以上的圖檔，進行插點運算時也會發生System.OutOfMemoryException，因此在這邊特別設計一個記憶體緩衝溢位的看門狗，試圖讓運算可以有更進一步的機會可以不要出錯。（事實證明，有效！）
namespace Slashview.Image
{
/// <summary>
/// 這個類別用來變更影像大小
/// </summary>
public class Resize : Slashview.Base.Base
{
//建構子
public Resize() { }
//轉換目標圖片的寬度
private int? _iWidth;
//轉換目標圖片的高度
private int? _iHeight;
//影像檔案來源路徑
private string _cFileSourcePathAndName;
//影像檔案目的路徑
private string _cFileTargetPathAndName;
//檔案壓縮程度
private Slashview.Image.Quality? _eQuality;
//實作資源鎖
private static System.Object _oLock = new System.Object();
//記憶體看門狗
private bool _bIsOutOfMemory = false;
/// <summary>
/// 設定轉換目標圖片的寬度
/// </summary>
public int? iWidth
{
set { _iWidth = value; }
get { return _iWidth; }
}
/// <summary>
/// 設定轉換目標圖片的高度
/// </summary>
public int? iHeight
{
set { _iHeight = value; }
get { return _iHeight; }
}
/// <summary>
/// 設定來源檔案路徑與檔名
/// </summary>
public string cFileSourcePathAndName
{
set
{
System.IO.FileInfo oFI = new System.IO.FileInfo(value);
if (!oFI.Exists) { setException("來源檔案並不存在所指定的路徑中。"); }
else
{ _cFileSourcePathAndName = value; }
}
get { return _cFileSourcePathAndName; }
}
/// <summary>
/// 設定目的檔案路徑與檔名
/// </summary>
public string cFileTargetPathAndName
{
set { _cFileTargetPathAndName = value; }
get { return _cFileTargetPathAndName; }
}
/// <summary>
/// 設定影像壓縮品質
/// </summary>
public Slashview.Image.Quality? eQuality
{
set { _eQuality = value; }
get { return _eQuality; }
}
/// <summary>
/// 執行圖片壓縮
/// </summary>
public void Run()
{
//因為處理影像需要耗用系統很大的資源，因此限制同一時間只能有一個執行緒來進行此類別的調用
lock (_oLock)
{ //檢查必要資訊
CheckEssential();
//執行縮放與壓縮圖片方法
ResizeAndCompressImage();
}
}
/// <summary>
/// 將圖片縮放後，並壓縮至指定的品質（執行後結果將會把壓縮後的檔案放在指定的目錄中）
/// </summary>
private void ResizeAndCompressImage()
{
//開始進行影像處理（GDI+是一個很脆弱的物件，要處處呵護）
try
{
using (System.IO.FileStream oFSSource = new System.IO.FileStream(_cFileSourcePathAndName, System.IO.FileMode.Open, System.IO.FileAccess.Read))
{ //採用Image.FromStream而非Image.FromFile，是因為據說「比較不會」引發記憶體不足
using (System.Drawing.Image oImageSource = System.Drawing.Image.FromStream(oFSSource, false, false))
{
using (System.Drawing.Bitmap oImageTarget = new System.Drawing.Bitmap((int)_iWidth, (int)_iHeight))
{
/* 將原始圖檔繪製到目的圖檔 */
using (System.Drawing.Graphics oGraph = System.Drawing.Graphics.FromImage(oImageTarget))
{
//最佳化繪圖輸出
oGraph.CompositingQuality = System.Drawing.Drawing2D.CompositingQuality.HighQuality;
oGraph.SmoothingMode = System.Drawing.Drawing2D.SmoothingMode.AntiAlias;
oGraph.PixelOffsetMode = System.Drawing.Drawing2D.PixelOffsetMode.HighQuality;
//如果發生記憶體不足的情況，就關閉下列最佳化效果
if (!_bIsOutOfMemory)
{
oGraph.InterpolationMode = System.Drawing.Drawing2D.InterpolationMode.HighQualityBicubic;
}
//清除畫布
oGraph.Clear(System.Drawing.Color.Transparent);
//進行縮圖繪製
oGraph.DrawImage(oImageSource, 0, 0, (int)_iWidth, (int)_iHeight);
}
/* 進行編碼與儲存 */
//設定編碼器
System.Drawing.Imaging.ImageCodecInfo oJpegCodec = GetEncoder(System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Jpeg);
//設定編碼參數包
System.Drawing.Imaging.EncoderParameters oEPs = new System.Drawing.Imaging.EncoderParameters(3);
oEPs.Param[0] = new System.Drawing.Imaging.EncoderParameter(System.Drawing.Imaging.Encoder.Quality, (int)_eQuality);
oEPs.Param[1] = new System.Drawing.Imaging.EncoderParameter(System.Drawing.Imaging.Encoder.ScanMethod, (int)System.Drawing.Imaging.EncoderValue.ScanMethodInterlaced);
oEPs.Param[2] = new System.Drawing.Imaging.EncoderParameter(System.Drawing.Imaging.Encoder.RenderMethod, (int)System.Drawing.Imaging.EncoderValue.RenderProgressive);
//把影像物件導向到檔案串流，再回寫至磁碟（oImage.Save方法很脆弱，只要磁碟稍忙碌或是權限出現一些問題，就會跳出「在GDI+中發生泛型錯誤」）
using (System.IO.FileStream oFSTarget = System.IO.File.Open(_cFileTargetPathAndName, System.IO.FileMode.Create))
{
oImageTarget.Save(oFSTarget, oJpegCodec, oEPs);
oFSTarget.Flush();
}
}
}
}
//如果有正確執行完成，就把記憶體看門狗開關打開
_bIsOutOfMemory = false;
}
catch (System.OutOfMemoryException oEx)
{
if (!_bIsOutOfMemory)
{ //關閉優化圖片特效，再給一次機會
_bIsOutOfMemory = true;
ResizeAndCompressImage();
}
else
{
setException(string.Format(
"於 {0} 發生錯誤且繪圖優化效果已經關閉，錯誤原因為：{1}",
System.DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd HH:mm:ss"),
oEx.Message
));
}
}
catch (System.Exception oEx)
{
setException(string.Format(
"於 {0} 發生錯誤，錯誤原因為：{1}",
System.DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd HH:mm:ss"),
oEx.Message
));
}
}
/// <summary>
/// 檢查必要資訊
/// </summary>
private void CheckEssential()
{
//檢查目標圖片寬度是否無設定
if (_iWidth == null || _iWidth <=0) { setException("目標圖片寬度不可以無值或是小於等於零。"); }
//檢查目標圖片高度是否無設定
if (_iHeight == null || _iHeight <= 0) { setException("目標圖片高度不可以無值或是小於等於零。"); }
//檢查檔案來源路徑是否無設定
if (string.IsNullOrEmpty(_cFileSourcePathAndName)) { setException("來源路徑不可為空值。"); }
//檢查檔案目標路徑是否無設定
if (string.IsNullOrEmpty(_cFileTargetPathAndName)) { setException("目標路徑不可為空值。"); }
//檢查來源與目標路徑是否相同（不可以為相同，因為會產生咬檔的問題）
if (_cFileSourcePathAndName.Equals(_cFileTargetPathAndName)) { setException("來源與目標路徑不可為相同值。"); }
//檢查影像壓縮品質是否無設定
if (_eQuality == null) { setException("目標路徑不可為空值。"); }
}
/// <summary>
/// 取得影像處理編碼器（codec）
/// </summary>
/// <param name="oFormat">影像格式</param>
/// <returns>編碼器</returns>
private System.Drawing.Imaging.ImageCodecInfo GetEncoder(System.Drawing.Imaging.ImageFormat oFormat)
{
System.Drawing.Imaging.ImageCodecInfo[] aryCodecs = System.Drawing.Imaging.ImageCodecInfo.GetImageDecoders();
foreach (System.Drawing.Imaging.ImageCodecInfo oCodec in aryCodecs)
{ if (oCodec.FormatID == oFormat.Guid) { return oCodec; } }
return null;
}
}
}
調用方法很簡單，請參考下列的程式碼應可以意會：
Slashview.Image.Resize oImg = new Slashview.Image.Resize()
{
cFileSourcePathAndName = @"\Source.jpg",
cFileTargetPathAndName = @"\Target.jpg",
eQuality = Slashview.Image.Quality.Highest,
iWidth = 999,
iHeight = 999
};
oImg.Run();
//最後建議將整個物件都釋放掉
oImage = null;
祝大家在使用System.Drawing（GDI+）不要再出現「記憶體不足」或「在GDI+中發生泛型錯誤」的錯誤訊息了（雖然說不太可能...）。如果還有哪些地方在設計上可以修改得更好之處，也歡迎大家留言分享。
後記：使用WPF提供的JpegBitmapEncoder來進行壓縮
WPF（Windows Presentation Foundation）的JpegBitmapEncoder其實在後端也是依存WIC（Windows Imaging Component）元件來進行存取，如果對於GDI+垃圾般的壓縮品質感到失望的話，或許可以藉由這個類別來進行某種程度的優化。（不過，還是很垃圾，不用抱太大期望）
若要進行WPF提供的JpegBitmapEncoder來進行壓縮，首先你必須要先下兩個參考：
<add assembly="PresentationCore, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=31BF3856AD364E35"/>
<add assembly="WindowsBase, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=31BF3856AD364E35"/>
使用方式其實比GDI+更簡單，品質雖然比較好一點，但是檔案瞬間臃腫的很厲害（過不了Google PageSpeed Insights的Optimize Images檢測）。因為不是此篇文章的重點，因此我並不想做太多解釋：
using (System.IO.FileStream oFSSource = new System.IO.FileStream("original.jpg", System.IO.FileMode.Open, System.IO.FileAccess.Read))
using (System.IO.FileStream oFSTarget = new System.IO.FileStream("target.jpg", System.IO.FileMode.Create))
{
System.Windows.Media.Imaging.BitmapFrame oBF = System.Windows.Media.Imaging.BitmapFrame.Create(oFSSource);
System.Windows.Media.Imaging.JpegBitmapEncoder oEncoder = new System.Windows.Media.Imaging.JpegBitmapEncoder()
{ QualityLevel = 100 };
oEncoder.Frames.Add(System.Windows.Media.Imaging.BitmapFrame.Create(oBF));
oEncoder.Save(oFSTarget);
}