安卓圖片反覆壓縮後爲什麼普遍會變綠而不是其它顏色?

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業餘版概要:

安卓的一個核心的部分的代碼,爲了優化執行速度進行了魔改,結果寫錯了代碼。結果導致 JPG 圖片壓縮發綠、崩壞。與安卓上的應用無關,它們是受害者

專業版概要:

問題出在 Android 提供的壓縮圖片接口上,準確的說是一個 Android 裏一個叫做 Skia 的庫上。而這個 bug 在 2016 年 4 月中旬被修復了,如果按照 Android 的發行來看,那就是從 Android 7 (Nougat) 開始才消除這個問題。

問題出在 RGB 色彩空間轉換到 YUV 的時候。但問題不僅僅是精度下降,最大的問題是,錯誤的舍入(向下取整)。

現在就要說到 Android 系統到底爲什麼出了這個問題了。Android 系統自起誕生以來就引入了名爲 Skia 的圖像庫(Google 自家產品),用於處理圖像,其中包括把圖片壓縮成 JPEG(平時說的 JPG)。而 Skia 又是調用libjpeg-turbo 來實現真正的壓縮過程的。爲了達到更好的壓縮效果,JPEG 算法本身,將通常屏幕上表示顏色的 RGB(紅綠藍)數值,轉換爲 YUV 數值(亮度,藍色分量,紅色分量)。正常情況下這個算法是輕微有損的。

但是 Skia 不走尋常路,在將這個變換算法的各個常數複製到自己的代碼裏的時候(當然是合法地),降低了精度,以達到更高的速度(專業準確地說,從 16 位定點數,降低到了 8 位定點數),這導致了更大的損傷。

最可怕的是……在進行這個變換運算的最後一步,需要除以 256,而代碼中,採用了右移操作代替除法以提高執行速度。

假如我們是 Skia 開發者,如何修復這個問題?

交回給 libjpeg-turbo 庫自己來做色彩空間變換,把原本 Skia 庫 YUV 轉換代碼全部刪掉了,把這個過程留給整個過程最底層的 libjpeg-turbo庫自己來做,並且用默認的 JDCT_ISLOW 方法代替JDCT_IFAST 方法。

總結

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