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图片合成

利用Java的绘图方法，实现图片合成

在开始之前，先定一个小目标，我们希望通过图片合成的方式，创建一个类似下面样式的图片

I. 设计思路

首先解析一下我们的目标实现图片合成，那么这些合成的基本组成单元有些什么？

组成基本单元

图片
文字
几何图形

也就是说，我们可以将任意个图片，文字，几何图形，按照自己的意愿进行拼接，那么问题就转变成两个

基本单元如何在画布上渲染
基本单元之间如何配合使用

II. 基本单元绘制

首先定义一个基本单元的接口，之后所有组合的元素都继承自这个接口

接口IMergeCell只定义一个绘制的方法，用于实现该基本单元的绘制方式

public interface IMergeCell {
    void draw(Graphics2D g2d);
}

1. 图片绘制

绘制图片，一般来讲需要知道：

绘制的坐标(x,y)
绘制图片的宽高(w,h)，当目标是绘制原图时，宽高一般为图片本身的宽高

结合上面两点，图片组成单元的定义如下: ImgCell

@Data
@Builder
public class ImgCell implements IMergeCell {

    private BufferedImage img;

    private Integer x, y, w, h;

    @Override
    public void draw(Graphics2D g2d) {
        if (w == null) {
            w = img.getWidth();
        }

        if (h == null) {
            h = img.getHeight();
        }

        g2d.drawImage(img, x, y, w, h, null);
    }
}

2. 文本绘制

图片绘制比较简单，相比而言，文字绘制就麻烦一点，主要是文本绘制的对齐方式，竖排还是横排布局

首先分析我们需要的基本信息

考虑对齐方式（居中对齐，靠左，靠上，靠右，靠下）
- 因此需要确定文本绘制的区域，所以需要两个坐标 (startX, startY), (endX, endY)
文本绘制参数
- 可以指定字体Font，文本颜色 Color，行间距 lineSpace
绘制的文本信息
- 文本内容 List<String>

绘制实现

若单行的文本超过长度上限，则需要自动换行，所以有 batchSplitText 方法，对原文本内容进行分割，确保不会超过边界
不同的对齐方式，绘制的起始坐标需要计算, 所以在水平布局文字时，需要通过 calculateX方法获取新的x坐标；竖直布局文字时，需要通过 calculateY获取新的y坐标

实际代码如下

@Data
public class TextCell implements IMergeCell {

    private List<String> texts;

    private Color color = Color.black;

    private Font font = FontUtil.DEFAULT_FONT;


    private int lineSpace;

    private int startX, startY;
    private int endX, endY;


    /**
     * 绘制样式
     */
    private ImgCreateOptions.DrawStyle drawStyle = ImgCreateOptions.DrawStyle.HORIZONTAL;


    private ImgCreateOptions.AlignStyle alignStyle = ImgCreateOptions.AlignStyle.LEFT;


    public void addText(String text) {
        if (texts == null) {
            texts = new ArrayList<>();
        }

        texts.add(text);
    }


    @Override
    public void draw(Graphics2D g2d) {
        g2d.setColor(color);
        g2d.setFont(font);

        FontMetrics fontMetrics = FontUtil.getFontMetric(font);
        int tmpHeight = fontMetrics.getHeight(), tmpW = font.getSize() >>> 1;
        int tmpY = startY, tmpX = startX;
        int offsetX = drawStyle == ImgCreateOptions.DrawStyle.VERTICAL_LEFT
                ? (font.getSize() + fontMetrics.getDescent() + lineSpace)
                : -(font.getSize() + fontMetrics.getDescent() + lineSpace);
        // 单行文本自动换行分割
        List<String> splitText = batchSplitText(texts, fontMetrics);
        for (String info : splitText) {
            if (drawStyle == ImgCreateOptions.DrawStyle.HORIZONTAL) { 
                g2d.drawString(info, calculateX(info, fontMetrics), tmpY);

                // 换行，y坐标递增一位
                tmpY += fontMetrics.getHeight() + lineSpace;
            } else { // 垂直绘制文本
                char[] chars = info.toCharArray();

                tmpY = calculateY(info, fontMetrics);
                for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
                    tmpX = PunctuationUtil.isPunctuation(chars[i]) ? tmpW : 0;
                    g2d.drawString(chars[i] + "",
                            tmpX + (PunctuationUtil.isPunctuation(chars[i]) ? tmpW : 0),
                            tmpY);
                    tmpY += tmpHeight;
                }

                // 换一列
                tmpX += offsetX;
            }
        }
    }


    // 若单行文本超过长度限制，则自动进行换行
    private List<String> batchSplitText(List<String> texts, FontMetrics fontMetrics) {
        List<String> ans = new ArrayList<>();
        if (drawStyle == ImgCreateOptions.DrawStyle.HORIZONTAL) {
            int lineLen = Math.abs(endX - startX);
            for(String t: texts) {
                ans.addAll(Arrays.asList(GraphicUtil.splitStr(t, lineLen, fontMetrics)));
            }
        } else {
            int lineLen = Math.abs(endY - startY);
            for(String t: texts) {
                ans.addAll(Arrays.asList(GraphicUtil.splitVerticalStr(t, lineLen, fontMetrics)));
            }
        }
        return ans;
    }


    private int calculateX(String text, FontMetrics fontMetrics) {
        if (alignStyle == ImgCreateOptions.AlignStyle.LEFT) {
            return startX;
        } else if (alignStyle == ImgCreateOptions.AlignStyle.RIGHT) {
            return endX - fontMetrics.stringWidth(text);
        } else {
            return startX + ((endX - startX - fontMetrics.stringWidth(text)) >>> 1);
        }

    }


    private int calculateY(String text, FontMetrics fontMetrics) {
        if (alignStyle == ImgCreateOptions.AlignStyle.TOP) {
            return startY;
        } else if (alignStyle == ImgCreateOptions.AlignStyle.BOTTOM) {
            int size = fontMetrics.stringWidth(text) + fontMetrics.getDescent() * (text.length() - 1);
            return endY - size;
        } else {
            int size = fontMetrics.stringWidth(text) + fontMetrics.getDescent() * (text.length() - 1);
            return startY + ((endY - endX - size) >>> 1);
        }
    }
}

说明:

单行文本的分割，使用了博文系列中的工具方法 GraphicUtil.splitStr，有兴趣的关注源码进行查看
水平布局时，期望 startX < endX, 从习惯来讲，基本上我们都是从左到右进行阅读
水平or垂直布局，都希望是 startY < endY
垂直布局时，以字符为单位进行绘制；标点符号的绘制时，x坐标有一个偏移量

3. Line直线绘制

几何图形之直线绘制，给出起点和结束点坐标，绘制一条直线，比较简单；这里给出了虚线的支持

@Data
@Builder
public class LineCell implements IMergeCell {

    /**
     * 起点坐标
     */
    private int x1, y1;

    /**
     * 终点坐标
     */
    private int x2, y2;

    /**
     * 颜色
     */
    private Color color;


    /**
     * 是否是虚线
     */
    private boolean dashed;

    /**
     * 虚线样式
     */
    private Stroke stroke = CellConstants.LINE_DEFAULT_STROKE;


    @Override
    public void draw(Graphics2D g2d) {
        g2d.setColor(color);
        if (!dashed) {
            g2d.drawLine(x1, y1, x2, y2);
        } else { // 绘制虚线时，需要保存下原有的画笔用于恢复
            Stroke origin = g2d.getStroke();
            g2d.setStroke(stroke);
            g2d.drawLine(x1, y1, x2, y2);
            g2d.setStroke(origin);
        }
    }
}

4. 矩形框绘制

矩形框绘制，同直线绘制，支持圆角矩形，支持虚线框

@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Builder
public class RectCell implements IMergeCell {

    /**
     * 起始坐标
     */
    private int x, y;

    /**
     * 矩形宽高
     */
    private int w, h;


    /**
     * 颜色
     */
    private Color color;


    /**
     * 是否为虚线
     */
    private boolean dashed;


    /**
     * 虚线样式
     */
    private Stroke stroke;


    /**
     * 圆角弧度
     */
    private int radius;


    @Override
    public void draw(Graphics2D g2d) {
        g2d.setColor(color);
        if (!dashed) {
            g2d.drawRoundRect(x, y, w, h, radius, radius);
        } else {
            Stroke stroke = g2d.getStroke();
            g2d.setStroke(stroke);
            g2d.drawRoundRect(x, y, w, h, radius, radius);
            g2d.setStroke(stroke);
        }
    }
}

5. 矩形区域填充

@Data
@Builder
public class RectFillCell implements IMergeCell {

    private Font font;

    private Color color;


    private int x,y,w,h;

    @Override
    public void draw(Graphics2D g2d) {
        g2d.setFont(font);
        g2d.setColor(color);;
        g2d.fillRect(x, y, w, h);
    }
}

III. 封装

上面实现了几个常见的基本单元绘制，接下来则是封装绘制, 这块的逻辑就比较简单了如下

public class ImgMergeWrapper {
    public static BufferedImage merge(List<IMergeCell> list, int w, int h) {
        BufferedImage img = new BufferedImage(w, h, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
        Graphics2D g2d = GraphicUtil.getG2d(img);
        list.forEach(cell -> cell.draw(g2d));
        return img;
    }
}

IV. 测试

写了一个模板QrCodeCardTemplateBuilder，用于拼装上图的样式，代码较长，不贴了，有兴趣的查看原图

测试代码如下

@Test
public void testTemplate() throws IOException {
    BufferedImage logo = ImageUtil.getImageByPath("logo.jpg");
    BufferedImage qrCode = ImageUtil.getImageByPath("/Users/yihui/Desktop/12.jpg");
    String name = "小灰灰blog";
    List<String> desc = Arrays.asList("我是一灰灰，一匹不吃羊的狼   专注码农技术分享");


    int w = QrCodeCardTemplate.w, h = QrCodeCardTemplate.h;
    List<IMergeCell> list = QrCodeCardTemplateBuilder.build(logo, name, desc, qrCode, "微 信 公 众 号");
    
    BufferedImage bg = ImgMergeWrapper.merge(list, w, h);
    
    try {
        ImageIO.write(bg, "jpg", new File("/Users/yihui/Desktop/merge.jpg"));
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

演示图如下:

V. 其他

项目地址：

https://github.com/liuyueyi/quick-media
QuickMedia 目标是创建一个专注图文，音视频，二维码处理的开源项目

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图片合成

I. 设计思路

II. 基本单元绘制

1. 图片绘制

2. 文本绘制

3. Line直线绘制

4. 矩形框绘制

5. 矩形区域填充

III. 封装

IV. 测试

V. 其他

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