前端性能优化——图片优化

2023-04-06 00:00:00 优化图片压缩加载格式

一、图片优化措施

优化图片是 Web 前端优化的重要一环，因为图片是 Web 页面中耗费带宽和加载时间的资源之一。以下是一些通过优化图片来优化 Web 前端的方法：

压缩图片：压缩图片可以减少图片的文件大小，从而减少加载时间。

使用矢量图形：使用矢量图形（如 SVG）可以减少文件大小，并且可以在不失真的情况下无限缩放。
使用 WebP 格式图片：WebP 是一种由 Google 开发的图片格式，可以大幅减少文件大小，从而减少加载时间。WebP 格式图片可以在 Chrome、Firefox、Edge 和 Opera 等现代浏览器中使用。
使用适当的图片格式：使用适当的图片格式可以大大减少图片的文件大小。对于需要透明背景的图片，使用 PNG 格式；对于颜色较少的图像，使用 GIF 格式；对于照片和复杂图像，使用 JPEG 格式。
移除图片元数据：图片通常包含元数据，例如拍摄日期、相机型号等。移除这些元数据可以减少图片的文件大小。
缓存图片：将图片缓存在浏览器中可以减少页面加载时间。你可以使用浏览器缓存机制或者使用 CDN 来缓存图片。
使用 CSS Sprites：使用 CSS Sprites 可以将多个图片合并成一个大图，减少页面中的图片数量，从而减少 HTTP 请求次数，减少页面的加载时间。
图片预加载：通过预加载图片，可以提高用户体验并减少加载时间。你可以使用 preload 或 prefetch 标签来预加载图片。
使用响应式图片：使用响应式图片可以根据设备的分辨率提供不同大小的图片，从而减少加载时间和带宽消耗。你可以使用 srcset 属性和 sizes 属性来实现响应式图片。
使用 Lazyload 延迟加载图片：Lazyload 是一种懒加载技术，它可以将页面中的图片延迟加载，直到用户滚动到页面中的相应位置。这可以减少页面的初始加载时间，并且可以提高用户的体验。可以使用懒加载技术或 Intersection Observer API 来实现延迟加载图片。
使用 CDN 加速图片加载：使用 CDN 可以将图片缓存到离用户近的节点，从而提高图片的加载速度和用户的体验。

二、图片优化实践

2.1、压缩图片

基于 Vue 3 + Webpack 5 的 vue.config.js 配置示例：

需要安装 image-webpack-loader：

npm install image-webpack-loader --save-dev

在 vue.config.js 文件中添加以下代码：

const { defineConfig } = require("@vue/cli-service");

module.exports = defineConfig({
  transpileDependencies: true,
  devServer: {
    port: 8123,
    // 调试时启用 gzip 压缩
    compress: true,
    // 调试时允许内网穿透，让外网的人访问到本地调试的 H5 页面
    disableHostCheck: true,
  },
  configureWebpack: {
    plugins: [],
    module: {
      rules: [],
    },
  },
  chainWebpack: (config) => {
    const imagesRule = config.module.rule("images");
    imagesRule
      .use("image-webpack-loader")
      .loader("image-webpack-loader")
      .options({
        mozjpeg: {
          progressive: true,
          quality: 65,
        },
        optipng: {
          enabled: false,
        },
        pngquant: {
          quality: [0.65, 0.9],
          speed: 4,
        },
        gifsicle: {
          interlaced: false,
        },
        webp: {
          quality: 75,
        },
      });
  },
});

优化效果：

优化前：

优化后：

2.2、使用 SVG 格式图片

优化思路：由于 JPEG、PNG 和 GIF 等格式图片无法被 gzip 等压缩算法压缩，所以通过使用 SVG 矢量图（文本类型），即可通过 gzip 等压缩算法对文本进行压缩。

如果需要使用 SVG 图片，好是使用专门的 SVG 编辑器或绘图工具来创建或编辑它们，例如，Inkscape 是一个流行的开源矢量图形编辑器。

2.3、使用 WebP/AVIF 格式图片

采用新一代格式提供图片：WebP 和 AVIF 等图片格式的压缩效果通常优于 PNG 或 JPEG，因而下载速度更快，消耗的数据流量更少。

在 HTML 文件中使用 picture 元素来加载图片，以支持不同的图片格式和兼容不支持 WebP 格式图片的浏览器：

<picture>
  <source srcset="example.webp" type="image/webp" />
  <img src="example.jpg" alt="Example image" />
</picture>

通过使用 WebP/AVIF 格式图片，并且在 HTML 文件中使用 picture 元素加载图片，以支持不同的图片格式。这样可以有效地减少带宽的使用和加快图片的加载速度，从而提高网站的性能和用户体验。

将 PNG/JPEG 格式图片转换为 WebP 格式图片

使用在线工具：jpg-to-webp
使用 Python 对图片进行批量转换处理：《Python 实现图像尺寸和转换处理》

2.4、使用图片 Base64 编码的 DataURI

优化思路：由于 JPEG、PNG 和 GIF 等格式图片无法被 gzip 等压缩算法压缩，所以通过配置 webpack，在打包时，将 JPEG、PNG 和 GIF 等格式图片转换为图片 Base64 编码的 DataURI，即可通过 gzip 等压缩算法对文本进行压缩。

需要注意的是，将图片转换为图片 Base64 编码的 DataURI 字符串可能会导致文件大小变大，并且会影响到应用程序的加载速度。因此，建议只将小文件转换为 base64 编码的字符串，而将大文件编译成普通的图片文件。

基于 Vue 2 + Webpack 4 的 vue.config.js 配置示例：

// vue.config.js

module.exports = {
  devServer: {
    host: "0.0.0.0",
    port: 9999,
    https: false,
    // 调试时启用 gzip 压缩
    compress: true,
    // 调试时允许内网穿透，让外网的人访问到本地调试的 H5 页面
    disableHostCheck: true,
  },
  configureWebpack: {
    rules: [],
    plugins: [],
  },
  configureWebpack: (config) => {},
  chainWebpack: (config) => {
    config.module
      .rule("images")
      .test(/\.(png|jpe?g|gif)$/i)
      .use("url-loader")
      .loader("url-loader")
      .tap((options) => {
        // 将文件大小限制为100kb以内，超过100kb的文件将被编译成普通的图片文件。
        options.limit = 100 * 1024;
        return options;
      });
  },
};

基于 Vue 3 + Webpack 5 的 vue.config.js 配置示例：

// vue.config.js

const path = require("path");
const { defineConfig } = require("@vue/cli-service");

module.exports = defineConfig({
  transpileDependencies: true,
  devServer: {
    port: 8123,
    // 调试时启用 gzip 压缩
    compress: true,
    // 调试时允许内网穿透，让外网的人访问到本地调试的 H5 页面
    disableHostCheck: true,
  },
  configureWebpack: {
    module: {
      rules: [
        {
          test: /\.(png|jpe?g|gif)$/i,
          type: "asset",
          parser: {
            dataUrlCondition: {
              maxSize: 100 * 1024, // 将文件大小限制为 100kb 以内，超过 100kb 的文件将被编译成普通的图片文件。
            },
          },
        },
      ],
    },
  },
  chainWebpack: (config) => {
    config.resolve.alias.set("@", path.resolve(__dirname, "src"));
  },
});

上面的代码展示了如何使用 Webpack 5 的 asset 模块来将图片转换为 base64 编码的字符串。通过配置 dataUrlCondition.maxSize，可以指定将多大以下的文件转换为 base64 编码的字符串。超过这个大小的文件将被编译成普通的图片文件。

另外，为了避免在 Vue 3 中使用 import 语句时出现相对路径的问题，可以通过 chainWebpack 来配置别名，使得我们可以使用@代替 src 目录路径。

优化效果：

优化前：

优化后：

由上述对比可知，累积布局偏移（CLS，Cumulative Layout Shift）指标得到了优化，是一项意料之外的优化，所以还无法肯定该优化措施能达到预期。

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