IOS 关于GIF图片那点事

前言

前几天我们项目组的群里提了这么一件事情：在我们的应用中存储动态的GIF图到相册，保存的图片变成了静态图片。而微博则能正确保存，可见这并不是一个技术不可实现的。前不久刚好看了苹果关于ImageIO框架的指南，借着这个契机，我就去调研调研其中的原委。

使用UIImage读取GIF图片的不足

UIImage类在UIKit框架中，是我们最常使用的存储图片类。该类提供了可以使用图片路径或是图片数据来实例化的类方法。UIImage类底层采用ImageIO框架来读取图片数据，下图分别为＋imageWithContentsOfFile:和＋imageWithData:调用的堆栈。

image堆栈.png

从堆栈中我们可以看到图片读取的大致流程如下：

1. 根据文件路径或是数据生成CGImageSource；
2. 然后调用CGImageSourceCreateImageAtIndex方法获取一帧的图片，类型为CGImage;
3. 让UIImage对象持有该CGImage。

在流程的第一步生成的CGImageSource，仍然保留着GIF的全部信息。而在流程的第二步中出了问题。动态的Gif图与静态格式图片不同，它包含有多张的静态图片。CGImageSourceCreateImageAtIndex只能返回索引值的图片，丢失了其他的图片信息。因此，我们只获取到了其中的一帧图片。出于好奇，我选择了一张只有四帧完全不同的Gif图，通过测试观察，UIImage获取的是第一帧的图片。既然我们不能用UIImage或CGImage来处理Gif图，我们是否可以降级，采用ImageIO框架来处理呢。答案是肯定的。

使用 ImageIO 框架解析GIF图片

我参考了YYImage框架的设计，定义了两个类，分别为JWGifDecoder和JWGifFrame，JWGifDecoder类负责GIF图片数据的解析，而JWGifFrame表示帧。两者的头文件如下：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "JWGifFrame.h"

@interface JWGifDecoder : NSObject

@property (nonatomic,readonly) NSData *data;    /**< 图片数据 */

@property (nonatomic,readonly) NSInteger loopCount; /**< 循环次数 */

@property (nonatomic,readonly) NSUInteger frameCount;   /**< 帧数 */

/**
 根据图片数据生成加码对象，当data为nil，返回nil

 @param data GIF图片数据

 @return 解码对象
 */
+ (instancetype) decoderWithData:(NSData *)data;

/**
 获取对应索引值的帧
 
 @param index 索引值

 @return 帧对象
 */
- (JWGifFrame *) frameAtIndex:(NSUInteger)index;

@end

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <UIKit/UIKit.h>

@interface JWGifFrame : NSObject

@property (nonatomic,assign) NSUInteger index;  /**< 表示第几帧 */

@property (nonatomic,assign) NSTimeInterval duration;   /**< 持续时间 */

@property (nonatomic,strong) UIImage *image;    /**< 图片 */

@end

JWGifDecoder内部使用CGImageSource来解析图片数据。实例化时候，该类使用CGImageSourceCreateWithData ()方法（这里的c语言方法忽略参数）一个CGImageSource，然后采用CGImageSourceGetCount ()获得其内部的图片个数也就是帧数。而在生成帧对象时候，采用CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex ()方法获得对应帧的属性，采用CGImageSourceCreateImageAtIndex()方法得到图片。

#import "JWGifDecoder.h"
#import <ImageIO/ImageIO.h>

@interface JWGifDecoder ()
{
    CGImageSourceRef _source;
}
@end

@implementation JWGifDecoder

+(instancetype)decoderWithData:(NSData *)data
{
    if ( !data ) return nil;
    
    JWGifDecoder *decoder = [[JWGifDecoder alloc] init];
    [decoder _decoderPrepareWithData:data];
    return decoder;
}

- (void)dealloc
{
    CFRelease(_source);
}

-(void)_decoderPrepareWithData:(NSData *)data
{
    _data = data;
    _source = CGImageSourceCreateWithData((__bridge CFDataRef)data, NULL);
    _frameCount = CGImageSourceGetCount(_source);
    
    CFDictionaryRef properties = CGImageSourceCopyProperties(_source, NULL);
    CFDictionaryRef gifProperties = CFDictionaryGetValue(properties, kCGImagePropertyGIFDictionary);
    CFTypeRef loop = CFDictionaryGetValue(gifProperties, kCGImagePropertyGIFLoopCount);
    if (loop) CFNumberGetValue(loop, kCFNumberNSIntegerType, &_loopCount);
    CFRelease(properties);
}

-(JWGifFrame *)frameAtIndex:(NSUInteger)index
{
    if ( index >= _frameCount ) return nil;
    
    JWGifFrame *frame = [[JWGifFrame alloc] init];
    
    frame.index = index;
    
    NSTimeInterval duration = 0;
    CFDictionaryRef frameProperties = CGImageSourceCopyPropertiesAtIndex(_source, index, NULL);
    CFDictionaryRef gifFrameProperties = CFDictionaryGetValue(frameProperties, kCGImagePropertyGIFDictionary);
    CFTypeRef delayTime = CFDictionaryGetValue(gifFrameProperties, kCGImagePropertyGIFUnclampedDelayTime);
    if(delayTime) CFNumberGetValue(delayTime, kCFNumberDoubleType, &duration);
    CFRelease(frameProperties);
    frame.duration = duration;

    CGImageRef cgImage = CGImageSourceCreateImageAtIndex(_source, index, NULL);
    UIImage *image = [UIImage imageWithCGImage:cgImage];
    frame.image = image;
    CFRelease(cgImage);
    
    return frame;
}

保存GIF格式图片至相册

UIImage只会保留一帧的信息，而图片的数据则具有GIF的所有数据。因此，相册读取GIF格式图片有个原则：在保存图片至相册时，必须保存图片的数据而不是UIImage对象。
IOS8以下ALAssetsLibrary框架处理相册，在IOS8以上，则是采用Photos框架。在这篇博客中说在IOS8中使用Photos的方法会保存不了，由于没有IOS8的系统的手机，我也无法做相关测试。目前测试我手上的IOS10系统的iphone6s,可以成功保存，保存的GIF图片可以在微信中成功发送。保存相册的代码如下所示：

    NSString *path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"niconiconi" ofType:@"gif"];
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile:path];
    if ([UIDevice currentDevice].systemVersion.floatValue >= 9.0f) {
        [[PHPhotoLibrary sharedPhotoLibrary] performChanges:^{
            PHAssetResourceCreationOptions *options = [[PHAssetResourceCreationOptions alloc] init];
            [[PHAssetCreationRequest creationRequestForAsset] addResourceWithType:PHAssetResourceTypePhoto data:data options:options];
        } completionHandler:^(BOOL success, NSError * _Nullable error) {
            NSLog(@"是否保存成功：%d",success);
        }];
    }
    else {
        ALAssetsLibrary *library = [[ALAssetsLibrary alloc] init];
        [library writeImageDataToSavedPhotosAlbum:data metadata:nil completionBlock:^(NSURL *assetURL, NSError *error) {
        }];
    }

结语

ImageIO框架给了我们更加强大的图片处理能力，它可以处理UIImage无法应付的Gif格式的图片。对于那些较高级的API无法处理的事情，可以试一试用更低层的框架看看是否进行处理。发现很多内容在苹果的 Guide里都有说明，以后需要多多看看。
这篇文章中还有很多东西没有讲到，比如相册读取Gif图片，又比如代码将图片保存成Gif图片（这点在苹果的Guide里有提到）等，以后再补充吧。

参考

• Image I/O Programming Guide
• iOS开发-gif图片上传
• GitHub: YYWebImage
• iOS中的imageIO与image解码