如何讓 Flutter 應用更好地使用 SVG？

作者：阿里技術 2020-07-08 08:22:08

本文將帶大家了解 SVG 在 Flutter 應用中的性能問題，分享 UC 瀏覽器內核技術團隊在 Flutter 應用中改進 SVG 應用的探索實踐。

SVG 作為一個強大的矢量圖標準格式，在圖片清晰度的表現力上有著位圖無法比擬的優勢。那么是否 SVG 就是絕對的首選了呢?事實可能并非如此。本文將帶大家了解 SVG 在 Flutter 應用中的性能問題，分享 UC 瀏覽器內核技術團隊在 Flutter 應用中改進 SVG 應用的探索實踐。

例說歷史

在計算機的世界里，很多空間優化都隱藏著計算消耗，比如下面這張色彩和形狀豐富的 4k 圖片(其實也可以是 8k，屏幕夠大就可以看到)，壓縮后只有 5kB 大小。[[332770]][[332771]]

如果這個 5kB 用 PNG 來存儲的圖片，是下圖這個樣子。

表現力天差地別。

為了達到類似的清晰度，一般操作系統會協助應用打包時在 UI 資源中歸集多個分辨率的圖片。

32x32

64x64

256x256

1024x1024

上面這一個圖標，資源包占用超過 120kB，其中最大的一個版本，運行內存占用在 4MB。

這么看來，SVG 圖片應該是絕對首選吧?

并非如此。在給 Flutter 做 SVG 支持分析之前，開發者可能覺得各個移動系統 API 中沒有提供是個很大缺憾。

而經過光柵化代價數據分析后，也能理解了系統對盲目使用 SVG 帶來問題的擔憂。

比如還是上面這個 SVG 圖片，在驍龍 626 的手機上，Flutter 光柵化到 64x64 的區域需要 34ms，一個 SVG 讓應用與 60 幀流暢度徹底無緣。實測 IPhone X 需要 8ms，只能流暢顯示兩個。

另外補充一點，SVG 或者說矢量圖的應用需求是 UI 扁平化趨勢興起后才出現的。在擬物化的時期，拋開光柵化速度不說，矢量圖在顯示寫實風格的圖標時，缺陷是無法容忍的。比如 doggy，用較激進的追蹤矢量化后(右側)，已經數碼感十足，存儲占用也遠超 PNG。

好在，扁平化的矢量圖在工程推進時，也在有意無意回避前面說的問題，大部分都走簡約風。所以只要避開陷阱，SVG 還是在很多場景可以做到表現優秀的。

應用現狀

Flutter 項目主線沒有支持

Flutter 的基礎組件 Skia 代碼中有 SVG 目錄，但別誤會了，Skia 只有序列化至 SVG 的功能，沒有解碼繪制 SVG 的能力。

框架開發計劃目前也沒有支持的打算：https://github.com/flutter/flutter/issues/1831

OS 也沒有支持的意向

這是可以理解的，因為龐大如 Android 和 iOS 也默認不支持：

??https://stackoverflow.com/questions/34990236/how-to-use-svg-image-in-imageview??
??https://stackoverflow.com/questions/35691839/how-to-display-svg-image-using-swift??

大家的共識是，全功能的 SVG 支持工作量不小，還有性能隱患(都是拐著彎提到)。

SVG 的鍋，矢量字體方案不用背

前面 SVG 咨詢，在建議解決方案中，都提到用矢量字體解決。矢量字體：

主流 OS 都自帶的支持。
基本只能單色。
不用依賴 xml。
由于單色輸出，很多圖層繪制疊加等等不可控的性能影響要素都被排除。
系統方便做位圖緩存管理(我們開發者工具后續可以再研究)。

雖然在 SVG 投入不少研究，也不得不承認，字體矢量圖輸出是目前很務實高效的方案。

配合工具流程改進 SVG 應用

SVG 作為一個強大的矢量圖標準格式，還是可以找到合適的應用的。比如多彩圖標，方便熱更新，生產工具對此格式的廣泛支持。

讓 SVG 再次偉大

在 OS 和 runtime 都拋棄 SVG 的情況下，flutter_svg 包毅然然扛起大旗，簡單快捷的給 Flutter 提供了 SVG 渲染解碼的能力，顯示出 Flutter/Dart 不俗的擴展潛能。

flutter_svg 的使用非常簡單，提供和 flutter framework 中 image_provider 類似的接口。下面兩段代碼就是分別顯示來自 asset 和網絡的 SVG 圖片：

SvgPicture.asset( 
     'assets/adsmall.svg', 
     placeholderBuilder: (BuildContext context) => Container( 
         child: const CircularProgressIndicator()), 
 ), 
  
 SvgPicture.network( 
     'https://raw.githubusercontent.com/dnfield/flutter_svg/master/example/assets/deborah_ufw/new-camera.svg', 
     placeholderBuilder: (BuildContext context) => Container( 
         child: const CircularProgressIndicator()), 
 ),

用工具避坑

不能對 SVG 的性能隱患坐視不理。

UC 瀏覽器內核技術團隊開發了一個【資源面板】工具，可以方便地連接 Flutter 應用，實時顯示資源分配的內存，對其中的 SVG 圖片，資源面板提供了預覽和獲取光柵化損耗的功能。

通過記錄和對比 SVG 在實際移動設備上的光柵化損耗，我們可以方便地識別出有隱患的 SVG 文件，將 SVG 的應用安排妥當。

通過實際 Rasterization Cost 的對比可以看到，簡約風格的圖標，時間消耗到 16.66ms 來說在驍龍 626 上也還是可以接受的。

實現原理

flutter_svg

flutter_svg 是一個 dart package，提供解析來自 network、asset、memory 等 SVG 的能力。

由于解析結果并不是 ui.Image 這樣的位圖，所以 flutter_svg 并沒有和 ImageCache 協作，而是自己實現了一套 PictureCache , PictureCache 中緩存的是 ui.Picture ，這個類實際是 skia 引擎的 SkPicture Wrapper，二進制方式記錄具體的 SVG 繪制指令。

ui.Picture 類占用的內存不會很大，緩存基本上是為了避免反復 parse xml。

比如 SvgPicture.asset 的構造接口如下：

SvgPicture.asset( 
     String assetName, { 
     Key key, 
     this.matchTextDirection = false, 
     AssetBundle bundle, 
     String package, 
     this.width, 
     this.height, 
     this.fit = BoxFit.contain, 
     this.alignment = Alignment.center, 
     this.allowDrawingOutsideViewBox = false, 
     this.placeholderBuilder, 
     Color color, 
     BlendMode colorBlendMode = BlendMode.srcIn, 
     this.semanticsLabel, 
     this.excludeFromSemantics = false, 
   })  : pictureProvider = ExactAssetPicture( 
             allowDrawingOutsideViewBox == true 
                 ? svgStringDecoderOutsideViewBox 
                 : svgStringDecoder, 
             assetName, 
             bundle: bundle, 
             package: package, 
             colorFilter: _getColorFilter(color, colorBlendMode)), 
         super(key: key);

SvgPicture 的 _picture，由 pictureProvider 的 stream 通知更新：

void _resolveImage() { 
     final PictureStream newStream = widget.pictureProvider 
         .resolve(createLocalPictureConfiguration(context)); 
     assert(newStream != null); 
     _updateSourceStream(newStream); 
   }

pictureProvider 的 stream 由來自 pictureCache 的 completer 填充 ui.Picture 。

// in PictureProvider<T>.resolve 
       stream.setCompleter( 
         _cache.putIfAbsent( 
           key, 
           () => load(key, onError: onError), 
         ), 
       );

Debug 和 Profile 模式下，通過添加配合代碼，開發者工具可以在 PictureCache 中查詢所有現存的 SvgPicture 。

光柵化時間獲取

光柵化的發起接口是 ui.Picutre.toImage 方法，具體的計時在 rasterizer 線程。

補充說明

Android VectorDrawable

Android 提供了一套 VectorDrawable 方案，是一個簡化版的 SVG ，格式和特性不完全兼容，提供轉換工具。從文檔來看，確實是擔心過度復雜的 SVG 影響性能。參考文檔：https://developer.android.com/studio/write/vector-asset-studio

單獨 SVG 位圖緩存優化

目前 Flutter 用的是一次性光柵化輸出每幀的模式，和 chromium 的 cc 按區域構建位圖再合成不同，如果在光柵化輸出時標記 SVG 的 Picture，緩存這部分位圖可以提升幀數，代價當然是內存損耗。

這個功能目前純用 Dart 無法方便實現，因為在 dart.ui 線程中，RenderPicture 無法預見具體的光柵化分辨率。

責任編輯：武曉燕來源： 51CTO專欄