優化版圖片雙線性插值縮放演算法：記憶體高效單行緩衝實作

優化動機

經典雙線性插值需分配 srcW*srcH + dstW*dstH 兩個大型 int[]，在 200KB 堆限制的 J2ME 裝置上極易 OOM。本優化採用 單行緩衝：

• 預計算 X/Y 方向映射表 tabX[], tabY[] (最近鄰索引，非插值權重)。
• 逐行處理：只從源圖 getRGB() 讀取 **一行** 像素到 srcBuf[]。
• 根據 tabX 將該行映射為目標行 desBuf[]。
• 若連續多行映射同一源行 (tabY[i] == tabY[i-1])，直接複製上一行結果 (System.arraycopy)。
• 繪製該行 g.drawRGB(desBuf, ...) 並寫入目標圖片。

記憶體峰值：srcW + dstW + dstW (三行緩衝) + 映射表，較雙全圖緩衝降低 90%+。

完整優化代碼

private Image zoomImage(Image srcImg, int desW, int desH) {
    int srcW = srcImg.getWidth();
    int srcH = srcImg.getHeight();

    // 1. 建立映射表 (最近鄰索引，供單行採樣用)
    int[] tabY = new int[desH];
    int[] tabX = new int[desW];
    buildMappingTable(tabY, srcH, desH);
    buildMappingTable(tabX, srcW, desW);

    // 2. 分配單行緩衝
    int[] srcBuf = new int[srcW];
    int[] desBuf = new int[desW];
    int[] lastRow = new int[desW];

    Image desImg = Image.createImage(desW, desH);
    Graphics gs = desImg.getGraphics();

    int srcY = 0;
    int lastSrcY = -1;

    for (int y = 0; y < desH; y++) {
        int curSrcY = tabY[y];

        if (curSrcY == lastSrcY) {
            // 同一源行 → 直接複製上一行結果
            System.arraycopy(lastRow, 0, desBuf, 0, desW);
        } else {
            // 讀取新源行
            srcImg.getRGB(srcBuf, 0, srcW, 0, curSrcY, srcW, 1);
            // 水平映射
            for (int x = 0; x < desW; x++) {
                desBuf[x] = srcBuf[tabX[x]];
            }
            srcY = curSrcY;
        }

        // 寫入目標圖片
        gs.drawRGB(desBuf, 0, desW, 0, y, desW, 1, true);
        System.arraycopy(desBuf, 0, lastRow, 0, desW);
        lastSrcY = curSrcY;
    }
    return desImg;
}

/** Bresenham 風格映射表建立：將 0..des-1 映射到 0..src-1，均勻分佈 */
private void buildMappingTable(int[] table, int srcLen, int desLen) {
    int sb = 0, db = 0;
    int tems = 0, temd = 0;
    int dist = Math.max(srcLen, desLen);
    for (int i = 0; i <= dist; i++) {
        if (db < desLen) table[db] = sb;
        tems += srcLen; temd += desLen;
        if (tems > dist) { tems -= dist; sb++; }
        if (temd > dist) { temd -= dist; db++; }
    }
}

關鍵優化點解析

效能對比 (Nokia 7610 / 140×140 → 176×208)

擴充為真正雙線性插值 (單行緩衡版)

將 buildMappingTable 改為產生 浮點權重表 float[] wx, wy 與 索引表 int[] ix, iy，迴圈內做雙線性加權。記憶體增加 4 * (desW+desH) bytes，仍遠小於全圖緩衝。核心邏輯：

// 水平插值
for (int x = 0; x < desW; x++) {
    int i0 = ix[x], i1 = Math.min(i0+1, srcW-1);
    float fx = wx[x];
    int c0 = srcBuf[i0], c1 = srcBuf[i1];
    desBuf[x] = lerpRGB(c0, c1, fx);
}
// 垂直插值：需保留前一行 desBuf (lastRow) 再做 lerp
// 略

適用場景與限制

• ✅ 遊戲載入畫面、頭像縮放、地圖縮略圖生成。
• ✅ 記憶體極限裝置 (MIDP 1.0/2.0 通用)。
• ❌ 實時動畫幀縮放 (仍太慢) → 預生成或硬體加速。
• ❌ 旋轉/仿射變換 → 需更複雜採樣邏輯。

結語

「單行緩衝 + 映射表 + 連續行複製」是 J2ME 環境下圖片縮放的黃金平衡點：記憶體極低、速度可接受、代碼簡潔。若專案允許，建構期預生成多解析度圖片仍是最佳策略；若必須運行期縮放，本演算法為首選參考實作。