Java 图像缩放技术详解 | Baeldung中文网

1. 简介

本文将深入探讨如何在 Java 中实现图像缩放（resize）。我们会覆盖从 Java 原生 API 到主流第三方库的多种方案，包括 Graphics2D、Image.getScaledInstance()，以及 Imgscalr、Thumbnailator 和 Marvin 等开源库。

需要说明的是，图像缩放分为放大（upscale）和缩小（downscale）。本文示例主要聚焦于缩小图像，因为这在实际项目中更为常见，比如生成缩略图、上传头像等场景。

2. 使用 Java 原生 API 缩放图像

Java 标准库提供了两种常见方式来处理图像缩放：

✅ 使用 java.awt.Graphics2D
✅ 使用 Image.getScaledInstance()

2.1 使用 `java.awt.Graphics2D`

Graphics2D 是 Java 2D 图形渲染的核心类，支持对图像、形状和文本的高质量绘制。

以下是一个使用 Graphics2D 缩放图像的典型实现：

BufferedImage resizeImage(BufferedImage originalImage, int targetWidth, int targetHeight) throws IOException {
    BufferedImage resizedImage = new BufferedImage(targetWidth, targetHeight, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
    Graphics2D graphics2D = resizedImage.createGraphics();
    graphics2D.drawImage(originalImage, 0, 0, targetWidth, targetHeight, null);
    graphics2D.dispose();
    return resizedImage;
}

缩放前后效果对比：

⚠️ BufferedImage.TYPE_INT_RGB 指定图像颜色模型，不包含透明通道（Alpha）。若原图含透明信息，建议使用 TYPE_INT_ARGB，否则可能导致背景变黑。

提升画质：使用 RenderingHints

Graphics2D 支持通过 RenderingHints 控制渲染质量与性能的平衡。例如，开启双线性插值可显著提升缩放后图像的平滑度：

graphics2D.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION, RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BILINEAR);

其他常用 hint 还包括抗锯齿（OP_ANTIALIASING）、颜色渲染优先级等。具体可参考 Oracle 官方文档。

2.2 使用 `Image.getScaledInstance()`

这是最简单的缩放方式，代码简洁但性能较差，适合对性能要求不高的场景。

BufferedImage resizeImage(BufferedImage originalImage, int targetWidth, int targetHeight) throws IOException {
    Image resultingImage = originalImage.getScaledInstance(targetWidth, targetHeight, Image.SCALE_DEFAULT);
    BufferedImage outputImage = new BufferedImage(targetWidth, targetHeight, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
    outputImage.getGraphics().drawImage(resultingImage, 0, 0, null);
    return outputImage;
}

缩放效果示例（美食图片）：

缩放模式选择

getScaledInstance() 支持指定缩放算法：

Image.SCALE_DEFAULT：默认算法
Image.SCALE_SMOOTH：质量优先，适合缩小图像 ✅
Image.SCALE_FAST：速度优先
Image.SCALE_REPLICATE：使用 ReplicateScaleFilter
Image.SCALE_AREA_AVERAGING：基于区域平均，质量较好但慢 ❌

推荐使用 SCALE_SMOOTH，尤其在生成缩略图时画质更佳。

3. Imgscalr 库

Imgscalr 是一个轻量级图像处理库，底层基于 Graphics2D，API 简洁，在画质、性能和易用性之间取得了良好平衡。

添加 Maven 依赖

<dependency>
    <groupId>org.imgscalr</groupId>
    <artifactId>imgscalr-lib</artifactId>
    <version>4.2</version>
</dependency>

基础用法

最简单的调用方式，自动保持宽高比：

BufferedImage simpleResizeImage(BufferedImage originalImage, int targetWidth) throws Exception {
    return Scalr.resize(originalImage, targetWidth);
}

效果展示（水果图片）：

高级配置

Imgscalr 提供了丰富的参数控制：

参数	说明
`method`	缩放策略：`AUTOMATIC`, `BALANCED`, `QUALITY`, `SPEED`, `ULTRA_QUALITY`
`mode`	缩放模式：`AUTOMATIC`, `FIT_EXACT`, `FIT_TO_WIDTH`, `FIT_TO_HEIGHT`
`OP_ANTIALIAS`	启用抗锯齿，提升边缘平滑度

完整示例：

BufferedImage resizeImage(BufferedImage originalImage, int targetWidth, int targetHeight) throws Exception {
    return Scalr.resize(originalImage, Scalr.Method.AUTOMATIC, Scalr.Mode.AUTOMATIC, targetWidth, targetHeight, Scalr.OP_ANTIALIAS);
}

缩放结果：

✅ 优点：

自动处理透明通道
支持链式调用
内置抗锯齿、锐化等优化
兼容所有 Java Image I/O 支持的格式（JPG, PNG, GIF, BMP 等）

4. Thumbnailator 库

Thumbnailator 是另一个流行的图像缩放库，采用渐进式双线性缩放算法，画质优秀，API 极其简洁。

添加依赖

<dependency>
    <groupId>net.coobird</groupId>
    <artifactId>thumbnailator</artifactId>
    <version>0.4.11</version>
</dependency>

单图缩放

支持设置输出格式和质量（0.0 ~ 1.0）：

BufferedImage resizeImage(BufferedImage originalImage, int targetWidth, int targetHeight) throws Exception {
    ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
    Thumbnails.of(originalImage)
        .size(targetWidth, targetHeight)
        .outputFormat("JPEG")
        .outputQuality(1)  // 质量 100%
        .toOutputStream(outputStream);
    byte[] data = outputStream.toByteArray();
    ByteArrayInputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(data);
    return ImageIO.read(inputStream);
}

效果对比（人物照片）：

批量处理

Thumbnailator 的批量处理功能非常实用，比如批量生成缩略图：

Thumbnails.of(new File("/images/photos").listFiles())
    .size(300, 300)
    .outputFormat("JPEG")
    .outputQuality(0.80)
    .toFiles(Rename.PREFIX_DOT_THUMBNAIL);

这会为目录下所有图片生成以 .thumbnail 为前缀的缩略图，简单粗暴。

✅ 支持格式：JPG, PNG, GIF, BMP, WBMP 等。

5. Marvin 图像处理框架

Marvin 是一个功能丰富的图像处理框架，支持基础操作（缩放、旋转、裁剪）和高级滤镜（模糊、浮雕、纹理等）。

添加依赖

<dependency>
    <groupId>com.github.downgoon</groupId>
    <artifactId>marvin</artifactId>
    <version>1.5.5</version>
    <type>pom</type>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.github.downgoon</groupId>
    <artifactId>MarvinPlugins</artifactId>
    <version>1.5.5</version>
</dependency>

图像缩放示例

BufferedImage resizeImage(BufferedImage originalImage, int targetWidth, int targetHeight) {
    MarvinImage image = new MarvinImage(originalImage);
    Scale scale = new Scale();
    scale.load();
    scale.setAttribute("newWidth", targetWidth);
    scale.setAttribute("newHeight", targetHeight);
    scale.process(image.clone(), image, null, null, false);
    return image.getBufferedImageNoAlpha();
}

缩放效果（花卉图片）：

⚠️ 缺点：

API 略显繁琐，需手动 clone 图像
不支持细粒度缩放参数配置
性能一般，适合功能集成而非高频调用

6. 最佳实践与性能对比

图像处理是典型的 CPU 密集型操作，盲目追求画质可能导致性能瓶颈。以下是针对一张 1920x1920 图像缩放到 200x200 的性能测试结果（平均耗时）：

方法	耗时（ms）	推荐场景
`Graphics2D`	34	✅ 高性能 + 可控质量
`Image.getScaledInstance()`	235	❌ 仅用于简单 Demo
Imgscalr	143	✅ 画质与性能平衡
Thumbnailator	547	✅ 画质优先，支持批量
Marvin	361	⚠️ 功能多但性能一般

关键建议

✅ 保持宽高比：缩放时注意维持原始图像比例，避免拉伸变形。可计算目标尺寸时使用：

double ratio = Math.min((double) targetWidth / originalWidth, (double) targetHeight / originalHeight);
int finalWidth = (int) (originalWidth * ratio);
int finalHeight = (int) (originalHeight * ratio);

✅ 按需选择库：

高并发服务 → Graphics2D + 自定义缓存
快速开发 → Imgscalr
生成高质量缩略图 → Thumbnailator
多种图像处理需求 → Marvin

✅ 注意内存：大图缩放可能引发 OutOfMemoryError，建议：

使用 InputStream 而非 File 加载
缩放后及时 dispose() 图形资源
考虑异步处理或队列化

7. 总结

本文系统介绍了 Java 中图像缩放的多种实现方式：

原生 Graphics2D：性能最优，控制最细
getScaledInstance()：简单但慢，不推荐生产使用
Imgscalr：综合表现最佳，推荐大多数场景
Thumbnailator：API 友好，适合批量和高质量需求
Marvin：功能全面，适合复杂图像处理

选择方案时应权衡 性能、画质、开发效率和维护成本。对于大多数 Web 应用，Imgscalr 或 Thumbnailator 是更优选择，避免自己造轮子踩坑。

Persistence

REST

Security

1. 简介

2. 使用 Java 原生 API 缩放图像

2.1 使用 java.awt.Graphics2D

提升画质：使用 RenderingHints

2.2 使用 Image.getScaledInstance()

缩放模式选择

3. Imgscalr 库

添加 Maven 依赖

基础用法

高级配置

4. Thumbnailator 库

添加依赖

单图缩放

批量处理

5. Marvin 图像处理框架

添加依赖

图像缩放示例

6. 最佳实践与性能对比

关键建议

7. 总结

2.1 使用 `java.awt.Graphics2D`

2.2 使用 `Image.getScaledInstance()`