https://William-Weng.github.io/tags/algorithm/ Recent content in Algorithm on William-Weng Hugo -- gohugo.io zh-TW Sat, 25 Apr 2026 11:27:55 +0800 https://William-Weng.github.io/2026/04/swift%E4%BB%80%E9%BA%BC%E6%98%AFqoi%E7%9B%B8%E7%95%B6ok%E7%9A%84%E5%9C%96%E7%89%87/ Sat, 25 Apr 2026 11:27:55 +0800 https://William-Weng.github.io/2026/04/swift%E4%BB%80%E9%BA%BC%E6%98%AFqoi%E7%9B%B8%E7%95%B6ok%E7%9A%84%E5%9C%96%E7%89%87/ <p>最近正好看到一個<a href="https://godotengine.org/">Godot</a>支援的圖片新格式<a href="https://qoiformat.org/">QOI - Quite OK Image</a>，是<code>無損</code>圖片壓縮格式，跟<a href="https://zh.wikipedia.org/zh-tw/PNG">PNG - Portable Network Graphics</a>一樣，但是是使用很簡單方式來壓縮，是不是聽起來很厲害啊？其實還有一個叫<a href="https://qoaformat.org/">QOA - Quite OK Audio</a>，它是<code>有損</code>音頻壓縮格式，跟<a href="https://zh.wikipedia.org/zh-tw/MP3">MP3 - MPEG-2 Audio Layer III</a>類似，不過影音不太會用無損壓縮的，傳輸太慢了，檔案又大，接下來我們來一起了解QOI的壓縮<code>演算法</code>…</p> <h2 id="做一個長得像這樣的東西">做一個長得像這樣的東西</h2> <p><figure> <picture> <img loading="lazy" decoding="async" alt="" class="image_figure image_external image_processed" width="293" height="600" src="https://William-Weng.github.io/bc6f2305-55fb-41e0-bedd-782063a98b9c_8033270357948399214.png" /> </picture> </figure> </p> <h2 id="說明">說明</h2> <h3 id="圖片大小">圖片大小</h3> <ul> <li>我們大家都知道，顏色就是由<a href="https://www.mindscmyk.com/2025/01/08/cmyk-color-model/">三原色</a> + <code>透明度</code>組成的，也就是網頁上常看到的<a href="https://zh.wikipedia.org/zh-tw/RGBA">RGBA</a>，所以1張<code>800 x 600</code>的彩色圖片，它的大小就是：</li> </ul> <p><figure> <picture> <img loading="lazy" decoding="async" alt="" class="image_figure image_internal image_unprocessed" src="https://William-Weng.github.io/images/2026/qoi-swift-binary/size.png" /> </picture> </figure> </p> <div class="highlight"><pre tabindex="0" style="color:#f8f8f2;background-color:#272822;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4;-webkit-text-size-adjust:none;"><code class="language-bash" data-lang="bash"><span style="display:flex;"><span><span style="color:#ae81ff">800</span> x <span style="color:#ae81ff">600</span> x 4 <span style="color:#f92672">=</span> 1,920,000 <span style="color:#f92672">=</span> 1.87 MB </span></span></code></pre></div><ul> <li>也就是說，不管圖片是怎麼<code>壓縮</code>的，顯示在畫面上，都是<code>一個點一個點</code>去顯示的，最後都會解回<code>RAW</code>的格式，都要用到<code>1.87 MB</code>的記憶體…</li> <li>像<code>zip</code>文件也是一樣，最後一定是<code>解壓縮</code>出來，才能處理裡面的檔案嘛…</li> <li>而所謂的圖片壓縮，就是把<code>相同</code> / <code>相近</code>顏色變成一個可重複使用的編碼，有點像<a href="https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E9%9C%8D%E5%A4%AB%E6%9B%BC%E7%BC%96%E7%A0%81">霍夫曼編碼</a>那樣子，也有點像<code>麥當勞</code>的1號餐、2號餐那樣子簡化，我就以訂便當做例子…</li> </ul> <h3 id="情境一">情境一</h3> <div class="highlight"><pre tabindex="0" style="color:#f8f8f2;background-color:#272822;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4;-webkit-text-size-adjust:none;"><code class="language-bash" data-lang="bash"><span style="display:flex;"><span>排骨飯 x <span style="color:#ae81ff">1</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>排骨飯 x <span style="color:#ae81ff">5</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>排骨飯 x <span style="color:#ae81ff">1</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>爌肉飯 x <span style="color:#ae81ff">1</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>爌肉飯 x <span style="color:#ae81ff">3</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>排骨飯 x <span style="color:#ae81ff">1</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>排骨飯 x <span style="color:#ae81ff">2</span> </span></span></code></pre></div><h3 id="情境二">情境二</h3> <div class="highlight"><pre tabindex="0" style="color:#f8f8f2;background-color:#272822;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4;-webkit-text-size-adjust:none;"><code class="language-bash" data-lang="bash"><span style="display:flex;"><span>排骨飯 x <span style="color:#ae81ff">1</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>+ <span style="color:#ae81ff">5</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>+ <span style="color:#ae81ff">1</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>爌肉飯 x <span style="color:#ae81ff">1</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>+ <span style="color:#ae81ff">3</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>排骨飯 x <span style="color:#ae81ff">1</span> </span></span><span style="display:flex;"><span>+ <span style="color:#ae81ff">2</span> </span></span></code></pre></div><ul> <li>結果都是<code>排骨飯 x 10</code>、<code>爌肉飯 x 4</code>，但很明顯<code>情境二</code>的字數少很多，而且<code>+1 / +2</code>也都知道加的是上一個便當，其實<code>QOI</code>也是用類似的演算法，它使用<code>64格空間</code>來存<code>有限的</code>顏色色碼，然後用<code>Index</code>去取色碼就好了，不然就<code>跟上一個顏色一樣</code>，是不是類似啊？</li> </ul> <div class="highlight"><pre tabindex="0" style="color:#f8f8f2;background-color:#272822;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4;-webkit-text-size-adjust:none;"><code class="language-bash" data-lang="bash"><span style="display:flex;"><span>color <span style="color:#f92672">=</span> colors<span style="color:#f92672">[</span>87<span style="color:#f92672">]</span> // RGB<span style="color:#f92672">(</span>123, 234, 128<span style="color:#f92672">)</span> </span></span></code></pre></div><ul> <li>我們先來看看QOI的檔案<a href="https://qoiformat.org/qoi-specification.pdf">標頭</a>長什麼樣子？這裡用C說明，所以可以知道<code>header</code>有14個bytes…。</li> </ul> <p><figure> <picture> <img loading="lazy" decoding="async" alt="" class="image_figure image_internal image_unprocessed" src="https://William-Weng.github.io/images/2026/qoi-swift-binary/header.png" /> </picture> </figure> </p>