图像高清方案——响应式图像让图像加载又快又省

# 什么是响应式图像

响应式图像指的是根据设备分辨率、设备像素比,甚至是屏幕方向、屏幕尺寸、页面布局等来加载正确图像,并且图片体积尽可能的小,视觉效果足够高清。

一个真实的场景:用户上传了一张高清图片,这张图片的展示媒介包括27英寸的iMac、15寸的Macbook Pro、各种尺寸的平板、各种分辨率的Windows本、各种尺寸和DPR的手机,如何保证图片在不同的媒介上都足够高清、图片体积尽可能小呢?

# 我们到底需要多大的图片

以IPhone 12 Pro为例,其分辨率(设备像素是) 1170 x 2532,逻辑像素(设备独立像素)是 390 x 844,设备像素比(DPR)是 3 。假设一张图片水平铺满屏幕,在CSS里可以设置img { width: 390px },而图片的原始宽度至少是1170px才能保证高清显示。

换句话说, 图片的原始宽度 >= CSS里设置的宽度 x DPR

那么在加载图片时如何能根据 DPR 选择合适的图片呢?

# 不为人知的 srcset 属性

提到根据DPR加载不同图片,大家首先想到的是 利用CSS媒体查询根据不同的DPR给元素设置同一图片不同尺寸的背景图 。但这种方法 只适用于写在CSS文件里作为网站icon或者背景插图的固定不变的图片 。对于网站可变的图片比如商品大图、轮播banner、用户头像这些更需要处理的图片就无能为力了。

在工程实践中,对img标签图片的加载优化用的最多的就是 图片懒加载 (先加载一个图片占位符,等用户滚动到图片时再加载真实图片)和 图片渐进式加载 (先加载低清图片做模糊处理,之后再加载高清图片做替换)两种方案,为保证高清在加载真实图片时在尺寸上做了大量的冗余,并未做到根据不同的DPR加载高清且尺寸最小的图片。

我们可以使用 <img>标签的 srcset 属性来实现。

# 根据DPR选择图片

<img src="https://www.tuicool.com/articles/uAfmayr/image.jpg"
srcset="image.jpg,
image_2x.jpg 2x,
image_3x.jpg 3x"/>

以上代码的意思是:打开网页,浏览器解析到图片时,如果不支持srcset属性,默认加载image.jpg,如果支持且屏幕DPR为1 则加载 image.jpg,如果屏幕DPR为2则加载image2x.jpg,如果屏幕DPR为3则加载image_3x.jpg。

写法简单但不一定够用。

以IPhone11 (828 x 1792, DPR是2)和 Macbook Pro (2880 x 1800, DPR是2) 为例,二者的DPR相同。但如果一张图片想全屏高清展示在Macbook Pro上,实际宽度至少要是2880px,而IPhone11上只需要828px的图片即可实现高清全屏展示。

# 根据实际需要的尺寸选择图片

换一种写法

<img src="https://www.tuicool.com/articles/uAfmayr/image.jpg"
srcset="image_S.jpg 600w,
image_M.jpg 900w,
image_L.jpg 1500w,
image_XL.jpg 3000w"/>

以上代码的意思是:如果需要实际宽度是600px的图片就加载imageS.jpg,如果需要实际宽度是2800px的图片就加载imageXL.jpg。需要实际宽度是多少该如何计算呢?

视口宽度(逻辑像素) DPR 所需图片的最终宽度 选择加载的图像
414 1 414 image_S.jpg
414 2 828 image_M.jpg
1440 1 1440 image_L.jpg
1440 2 2880 image_XL.jpg

浏览器会用屏幕逻辑像素的宽度(screen.width) 乘以 DPR(window.devicePixelRatio) 计算出结果,再从列表里选一个最靠近计算结果的值对应的图片。

对于上面代码,Iphone11会加载imageM.jpg,而Macbook Pro会加载 imageXL.jpg 。

以上写法适用于满屏图片的场景,而实际场景下图片并非在各个媒介都占满整个屏幕。考虑这样一种场景:比如图片在Iphone上满屏现实,在Macbook Pro 上一排展示4张图片(图片最大尺寸是屏幕的1/4),在Macbook Pro上没必要加载3000px宽度的图片。

# 使用sizes属性

假设这么一个场景,我们用媒体查询实现如下布局:

  • 视口宽度大于900px,则每个图像的固定宽度为300px。
  • 视口宽度在700px~900px,每个图像占用33vw,即总视口宽度的33%宽度。
  • 视口宽度在450px~700px,每个图像占用50vw,即视口总宽度的50%。
  • 视口宽度小于450像素,每个图像占用100vw,即整个视口宽度。

如何实现这种响应式布局下的图片响应式加载呢?

先写好布局对应的CSS:

img{width: 300px;}
@media(max-width: 1000px){
img{width: 33vw;}
}
@media(max-width: 700px){
img{width: 50vw;}
}
@media(max-width: 450px){
img{width: 100vw;}
}

再写HTML

<!DOCTYPEhtml>
<html lang="en">
<head>
<meta name="viewport"content="width=device-width">
</head>
<body>
<img src="https://static.xiedaimala.com/images/study-map.png?imageView2/2/w/1200"
srcset="https://static.xiedaimala.com/images/study-map.png?imageView2/2/w/300 300w,
https://static.xiedaimala.com/images/study-map.png?imageView2/2/w/500 500w,
https://static.xiedaimala.com/images/study-map.png?imageView2/2/w/1000 800w,
https://static.xiedaimala.com/images/study-map.png?imageView2/2/w/1200 1200w"
sizes="(max-width: 450px) 100vw, (max-width: 700px) 50vw, (max-width: 1000px) 33vw, 300px">
</body>
</html>

上面代码 sizes 属性对应的意思是:如果当前视口宽度小于450px,则当前图片宽度为100vh;如果视口宽度小于700px,则图片宽度为50vw;如果视口宽度小于1000px,则图片宽度为33vw;如果视口宽度大于1000px,则图片宽度300px。

明明在CSS里已经做了类似的设置,为什么还要在img标签里再写一遍?那是因为浏览器没办法在解析img标签时提前知道该图片在CSS里设置的布局是怎样的(假设能知道,就得要求在CSS全部解析之后才能加载图片,太迟了)。

sizes属性做了响应式设置后,浏览器就计算图片的大小,再根据DPR计算出需要加载图片的原始尺寸。从srcset里配置图片列表里选出最接近的一个执行加载。

# 测试

打开 http:// js.jirengu.com/qidul ,检查元素,设备类型选择 Responsive, 修改尺寸和DPR。

1. 假设浏览器宽度390px,根据CSS里媒体查询设置,此时图片的CSS宽度为100vh。假设屏幕DPR为3,则需要的原始宽度为390 x 3 = 1170px。浏览器会加载 study-map.png?imageView2/2/w/1200 。

2. 假设浏览器窗口宽度为800px,此时图片的宽度是33vw即264px。假设屏幕DPR为2,则需要的图片原始宽度为 264 x 2 = 528px。会自动选择最接近的 study-map.png?imageView2/2/w/500。

3. 假设浏览器窗口宽度为500px,则图片的宽度是50vw即250px。假设屏幕DPR为1,则需要的图片原始宽度为 250 x 1 = 250px。会自动选择最接近的 study-map.png?imageView2/2/w/300。

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