java 实现微博长图文

长图文生成

很久很久以前，就觉得微博的长图文实现得非常有意思，将排版直接以最终的图片输出，收藏查看分享都很方便，现在则自己动手实现一个简单版本的

目标

首先定义下我们预期达到的目标：根据文字 + 图片生成长图文

目标拆解

支持大段文字生成图片
支持插入图片
支持上下左右边距设置
支持字体选择
支持字体颜色
支持左对齐，居中，右对齐

预期结果

我们将通过 spring-boot 搭建一个生成长图文的 http 接口，通过传入参数来指定各种配置信息，下面是一个最终调用的示意图

设计&实现

长图文的生成，采用 awt 进行文字绘制和图片绘制

1. 参数选项 `ImgCreateOptions`

根据我们的预期目标，设定配置参数，基本上会包含以下参数

@Getter
@Setter
@ToString
public class ImgCreateOptions {

    /**
     * 绘制的背景图
     */
    private BufferedImage bgImg;


    /**
     * 生成图片的宽
     */
    private Integer imgW;


    private Font font = new Font("宋体", Font.PLAIN, 18);

    /**
     * 字体色
     */
    private Color fontColor = Color.BLACK;


    /**
     * 两边边距
     */
    private int leftPadding;

    /**
     * 上边距
     */
    private int topPadding;

    /**
     * 底边距
     */
    private int bottomPadding;

    /**
     * 行距
     */
    private int linePadding;


    private AlignStyle alignStyle;

    /**
     * 对齐方式
     */
    public enum AlignStyle {
        LEFT,
        CENTER,
        RIGHT;


        private static Map<String, AlignStyle> map = new HashMap<>();

        static {
            for(AlignStyle style: AlignStyle.values()) {
                map.put(style.name(), style);
            }
        }


        public static AlignStyle getStyle(String name) {
            name = name.toUpperCase();
            if (map.containsKey(name)) {
                return map.get(name);
            }

            return LEFT;
        }
    }
}

2. 封装类 `ImageCreateWrapper`

封装配置参数的设置，绘制文本，绘制图片的操作方式，输出样式等接口

public class ImgCreateWrapper {


    public static Builder build() {
        return new Builder();
    }


    public static class Builder {
        /**
         * 生成的图片创建参数
         */
        private ImgCreateOptions options = new ImgCreateOptions();


        /**
         * 输出的结果
         */
        private BufferedImage result;


        private final int addH = 1000;


        /**
         * 实际填充的内容高度
         */
        private int contentH;


        private Color bgColor;

        public Builder setBgColor(int color) {
            return setBgColor(ColorUtil.int2color(color));
        }

        /**
         * 设置背景图
         *
         * @param bgColor
         * @return
         */
        public Builder setBgColor(Color bgColor) {
            this.bgColor = bgColor;
            return this;
        }


        public Builder setBgImg(BufferedImage bgImg) {
            options.setBgImg(bgImg);
            return this;
        }


        public Builder setImgW(int w) {
            options.setImgW(w);
            return this;
        }

        public Builder setFont(Font font) {
            options.setFont(font);
            return this;
        }

        public Builder setFontName(String fontName) {
            Font font = options.getFont();
            options.setFont(new Font(fontName, font.getStyle(), font.getSize()));
            return this;
        }


        public Builder setFontColor(int fontColor) {
            return setFontColor(ColorUtil.int2color(fontColor));
        }

        public Builder setFontColor(Color fontColor) {
            options.setFontColor(fontColor);
            return this;
        }

        public Builder setFontSize(Integer fontSize) {
            Font font = options.getFont();
            options.setFont(new Font(font.getName(), font.getStyle(), fontSize));
            return this;
        }

        public Builder setLeftPadding(int leftPadding) {
            options.setLeftPadding(leftPadding);
            return this;
        }

        public Builder setTopPadding(int topPadding) {
            options.setTopPadding(topPadding);
            contentH = topPadding;
            return this;
        }

        public Builder setBottomPadding(int bottomPadding) {
            options.setBottomPadding(bottomPadding);
            return this;
        }

        public Builder setLinePadding(int linePadding) {
            options.setLinePadding(linePadding);
            return this;
        }

        public Builder setAlignStyle(String style) {
            return setAlignStyle(ImgCreateOptions.AlignStyle.getStyle(style));
        }

        public Builder setAlignStyle(ImgCreateOptions.AlignStyle alignStyle) {
            options.setAlignStyle(alignStyle);
            return this;
        }


        public Builder drawContent(String content) {
            // xxx
            return this;
        }


        public Builder drawImage(String img) {
            BufferedImage bfImg;
            try {
                 bfImg = ImageUtil.getImageByPath(img);
            } catch (IOException e) {
                log.error("load draw img error! img: {}, e:{}", img, e);
                throw new IllegalStateException("load draw img error! img: " + img, e);
            }

            return drawImage(bfImg);
        }


        public Builder drawImage(BufferedImage bufferedImage) {

           // xxx
           return this;
        }


        public BufferedImage asImage() {
            int realH = contentH + options.getBottomPadding();

            BufferedImage bf = new BufferedImage(options.getImgW(), realH, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
            Graphics2D g2d = bf.createGraphics();

            if (options.getBgImg() == null) {
                g2d.setColor(bgColor == null ? Color.WHITE : bgColor);
                g2d.fillRect(0, 0, options.getImgW(), realH);
            } else {
                g2d.drawImage(options.getBgImg(), 0, 0, options.getImgW(), realH, null);
            }

            g2d.drawImage(result, 0, 0, null);
            g2d.dispose();
            return bf;
        }


        public String asString() throws IOException {
            BufferedImage img = asImage();
            return Base64Util.encode(img, "png");
        }
}

上面具体的文本和图片绘制实现没有，后面详细讲解，这里主要关注的是一个参数 contentH，表示实际绘制的内容高度（包括上边距），因此最终生成图片的高度应该是

int realH = contentH + options.getBottomPadding();

其次简单说一下上面的图片输出方法：com.hust.hui.quickmedia.common.image.ImgCreateWrapper.Builder#asImage

计算最终生成图片的高度（宽度由输入参数指定）
绘制背景（如果没有背景图片，则用纯色填充）
绘制实体内容（即绘制的文本，图片）

3. 内容填充 `GraphicUtil`

具体的内容填充，区分为文本绘制和图片绘制

设计

考虑到在填充的过程中，可以自由设置字体，颜色等，所以在我们的绘制方法中，直接实现掉内容的绘制填充，即 drawXXX 方法真正的实现了内容填充，执行完之后，内容已经填充到画布上了
图片绘制，考虑到图片本身大小和最终结果的大小可能有冲突，采用下面的规则

绘制图片宽度 <=（指定生成图片宽 - 边距），全部填充
绘制图片宽度 >（指定生成图片宽 - 边距），等比例缩放绘制图片

文本绘制，换行的问题

每一行允许的文本长度有限，超过时，需要自动换行处理

文本绘制

考虑基本的文本绘制，流程如下

创建 BufferImage 对象
获取 Graphic2d 对象，操作绘制
设置基本配置信息
文本按换行进行拆分为字符串数组, 循环绘制单行内容
- 计算当行字符串，实际绘制的行数，然后进行拆分
- 依次绘制文本（需要注意 y 坐标的变化）

下面是具体的实现

public static int drawContent(Graphics2D g2d,
                                  String content,
                                  int y,
                                  ImgCreateOptions options) {

    int w = options.getImgW();
    int leftPadding = options.getLeftPadding();
    int linePadding = options.getLinePadding();
    Font font = options.getFont();


    // 一行容纳的字符个数
    int lineNum = (int) Math.floor((w - (leftPadding << 1)) / (double) font.getSize());

    // 对长串字符串进行分割成多行进行绘制
    String[] strs = splitStr(content, lineNum);

    g2d.setFont(font);

    g2d.setColor(options.getFontColor());
    int index = 0;
    int x;
    for (String tmp : strs) {
        x = calOffsetX(leftPadding, w, tmp.length() * font.getSize(), options.getAlignStyle());
        g2d.drawString(tmp, x, y + (linePadding + font.getSize()) * index);
        index++;
    }


    return y + (linePadding + font.getSize()) * (index);
}

/**
 * 计算不同对其方式时，对应的x坐标
 *
 * @param padding 左右边距
 * @param width   图片总宽
 * @param strSize 字符串总长
 * @param style   对其方式
 * @return 返回计算后的x坐标
 */
private static int calOffsetX(int padding,
                              int width,
                              int strSize,
                              ImgCreateOptions.AlignStyle style) {
    if (style == ImgCreateOptions.AlignStyle.LEFT) {
        return padding;
    } else if (style == ImgCreateOptions.AlignStyle.RIGHT) {
        return width - padding - strSize;
    } else {
        return (width - strSize) >> 1;
    }
}


/**
 * 按照长度对字符串进行分割
 * <p>
 * fixme 包含emoj表情时，兼容一把
 *
 * @param str      原始字符串
 * @param splitLen 分割的长度
 * @return
 */
public static String[] splitStr(String str, int splitLen) {
    int len = str.length();
    int size = (int) Math.ceil(len / (float) splitLen);

    String[] ans = new String[size];
    int start = 0;
    int end = splitLen;
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        ans[i] = str.substring(start, end > len ? len : end);
        start = end;
        end += splitLen;
    }

    return ans;
}

上面的实现比较清晰了，图片的绘制则更加简单

图片绘制

只需要重新计算下待绘制图片的宽高即可，具体实现如下

/**
 * 在原图上绘制图片
 *
 * @param source  原图
 * @param dest    待绘制图片
 * @param y       待绘制的y坐标
 * @param options
 * @return 绘制图片的高度
 */
public static int drawImage(BufferedImage source,
                            BufferedImage dest,
                            int y,
                            ImgCreateOptions options) {
    Graphics2D g2d = getG2d(source);
    int w = Math.min(dest.getWidth(), options.getImgW() - (options.getLeftPadding() << 1));
    int h = w * dest.getHeight() / dest.getWidth();

    int x = calOffsetX(options.getLeftPadding(),
            options.getImgW(), w, options.getAlignStyle());

    // 绘制图片
    g2d.drawImage(dest,
            x,
            y + options.getLinePadding(),
            w,
            h,
            null);
    g2d.dispose();

    return h;
}

public static Graphics2D getG2d(BufferedImage bf) {
        Graphics2D g2d = bf.createGraphics();

    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ALPHA_INTERPOLATION, RenderingHints.VALUE_ALPHA_INTERPOLATION_QUALITY);
    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_COLOR_RENDERING, RenderingHints.VALUE_COLOR_RENDER_QUALITY);
    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_DITHERING, RenderingHints.VALUE_DITHER_ENABLE);
    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_FRACTIONALMETRICS, RenderingHints.VALUE_FRACTIONALMETRICS_ON);
    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION, RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BILINEAR);
    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_RENDERING, RenderingHints.VALUE_RENDER_QUALITY);
    g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_STROKE_CONTROL, RenderingHints.VALUE_STROKE_PURE);

    return g2d;
}

4. 内容渲染

前面只是给出了单块内容（如一段文字，一张图片）的渲染，存在一些问题

绘制的内容超过画布的高度如何处理
文本绘制要求传入的文本没有换行符，否则换行不生效
交叉绘制的场景，如何重新计算 y 坐标

解决这些问题则是在 ImgCreateWrapper 的具体绘制中进行了实现，先看文本的绘制

根据换行符对字符串进行拆分
计算绘制内容最终转换为图片时，所占用的高度
重新生成画布 BufferedImage result
- 如果 result 为空，则直接生成
- 如果最终生成的高度，超过已有画布的高度，则生成一个更高的画布，并将原来的内容绘制上去
迭代绘制单行内容

public Builder drawContent(String content) {
    String[] strs = StringUtils.split(content, "\n");
    if (strs.length == 0) { // empty line
        strs = new String[1];
        strs[0] = " ";
    }

    int fontSize = options.getFont().getSize();
    int lineNum = calLineNum(strs, options.getImgW(), options.getLeftPadding(), fontSize);
    // 填写内容需要占用的高度
    int height = lineNum * (fontSize + options.getLinePadding());

    if (result == null) {
        result = GraphicUtil.createImg(options.getImgW(),
                Math.max(height + options.getTopPadding() + options.getBottomPadding(), BASE_ADD_H),
                null);
    } else if (result.getHeight() < contentH + height + options.getBottomPadding()) {
        // 超过原来图片高度的上限, 则需要扩充图片长度
        result = GraphicUtil.createImg(options.getImgW(),
                result.getHeight() + Math.max(height + options.getBottomPadding(), BASE_ADD_H),
                result);
    }


    // 绘制文字
    Graphics2D g2d = GraphicUtil.getG2d(result);
    int index = 0;
    for (String str : strs) {
        GraphicUtil.drawContent(g2d, str,
                contentH + (fontSize + options.getLinePadding()) * (++index)
                , options);
    }
    g2d.dispose();

    contentH += height;
    return this;
}


/**
 * 计算总行数
 *
 * @param strs     字符串列表
 * @param w        生成图片的宽
 * @param padding  渲染内容的左右边距
 * @param fontSize 字体大小
 * @return
 */
private int calLineNum(String[] strs, int w, int padding, int fontSize) {
    // 每行的字符数
    double lineFontLen = Math.floor((w - (padding << 1)) / (double) fontSize);


    int totalLine = 0;
    for (String str : strs) {
        totalLine += Math.ceil(str.length() / lineFontLen);
    }

    return totalLine;
}

上面需要注意的是画布的生成规则，特别是高度超过上限之后，重新计算图片高度时，需要额外注意新增的高度，应该为基本的增量与（绘制内容高度 + 下边距）的较大值

int realAddH = Math.max(bufferedImage.getHeight() + options.getBottomPadding() + options.getTopPadding(), BASE_ADD_H)

重新生成画布实现 com.hust.hui.quickmedia.common.util.GraphicUtil#createImg

public static BufferedImage createImg(int w, int h, BufferedImage img) {
    BufferedImage bf = new BufferedImage(w, h, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
    Graphics2D g2d = bf.createGraphics();

    if (img != null) {
        g2d.setComposite(AlphaComposite.Src);
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        g2d.drawImage(img, 0, 0, null);
    }
    g2d.dispose();
    return bf;
}

上面理解之后，绘制图片就比较简单了，基本上行没什么差别

public Builder drawImage(String img) {
    BufferedImage bfImg;
    try {
        bfImg = ImageUtil.getImageByPath(img);
    } catch (IOException e) {
        log.error("load draw img error! img: {}, e:{}", img, e);
        throw new IllegalStateException("load draw img error! img: " + img, e);
    }

    return drawImage(bfImg);
}


public Builder drawImage(BufferedImage bufferedImage) {

    if (result == null) {
        result = GraphicUtil.createImg(options.getImgW(),
                Math.max(bufferedImage.getHeight() + options.getBottomPadding() + options.getTopPadding(), BASE_ADD_H),
                null);
    } else if (result.getHeight() < contentH + bufferedImage.getHeight() + options.getBottomPadding()) {
        // 超过阀值
        result = GraphicUtil.createImg(options.getImgW(),
                result.getHeight() + Math.max(bufferedImage.getHeight() + options.getBottomPadding() + options.getTopPadding(), BASE_ADD_H),
                result);
    }

    // 更新实际高度
    int h = GraphicUtil.drawImage(result,
            bufferedImage,
            contentH,
            options);
    contentH += h + options.getLinePadding();
    return this;
}

5. http 接口

上面实现的生成图片的公共方法，在 quick-media 工程中，利用 spring-boot 搭建了一个 web 服务，提供了一个 http 接口，用于生成长图文，最终的成果就是我们开头的那个 gif 图的效果，相关代码就没啥好说的，有兴趣的可以直接查看工程源码，链接看最后

测试验证

上面基本上完成了我们预期的目标，接下来则是进行验证，测试代码比较简单，先准备一段文本，这里拉了一首诗

招魂酹翁宾旸
郑起

君之在世帝敕下，君之谢世帝敕回。
魂之为变性原返，气之为物情本开。
於戏龙兮凤兮神气盛，噫嘻鬼兮归兮大块埃。
身可朽名不可朽，骨可灰神不可灰。
采石捉月李白非醉，耒阳避水子美非灾。
长孙王吉命不夭，玉川老子诗不徘。
新城罗隐在奇特，钱塘潘阆终崔嵬。
阴兮魄兮曷往，阳兮魄兮曷来。
君其归来，故交寥落更散漫。
君来归来，帝城绚烂可徘徊。
君其归来，东西南北不可去。
君其归来。
春秋霜露令人哀。
花之明吾无与笑，叶之陨吾实若摧。
晓猿啸吾闻泪堕，宵鹤立吾见心猜。
玉泉其清可鉴，西湖其甘可杯。
孤山暖梅香可嗅，花翁葬荐菊之隈。
君其归来，可伴逋仙之梅，去此又奚之哉。

测试代码

@Test
public void testGenImg() throws IOException {
    int w = 400;
    int leftPadding = 10;
    int topPadding = 40;
    int bottomPadding = 40;
    int linePadding = 10;
    Font font = new Font("宋体", Font.PLAIN, 18);

    ImgCreateWrapper.Builder build = ImgCreateWrapper.build()
            .setImgW(w)
            .setLeftPadding(leftPadding)
            .setTopPadding(topPadding)
            .setBottomPadding(bottomPadding)
            .setLinePadding(linePadding)
            .setFont(font)
            .setAlignStyle(ImgCreateOptions.AlignStyle.CENTER)
//                .setBgImg(ImageUtil.getImageByPath("qrbg.jpg"))
            .setBgColor(0xFFF7EED6)
            ;


    BufferedReader reader = FileReadUtil.createLineRead("text/poem.txt");
    String line;
    int index = 0;
    while ((line = reader.readLine()) != null) {
        build.drawContent(line);

        if (++index == 5) {
            build.drawImage(ImageUtil.getImageByPath("https://static.oschina.net/uploads/img/201708/12175633_sOfz.png"));
        }

        if (index == 7) {
            build.setFontSize(25);
        }

        if (index == 10) {
            build.setFontSize(20);
            build.setFontColor(Color.RED);
        }
    }

    BufferedImage img = build.asImage();
    String out = Base64Util.encode(img, "png");
    System.out.println("<img src=\"data:image/png;base64," + out + "\" />");
}

输出图片

其他

项目地址: https://github.com/liuyueyi/quick-media

个人博客：一灰的个人博客

公众号获取更多:

长图文生成

目标

目标拆解

预期结果

设计&实现

1. 参数选项 `ImgCreateOptions`

2. 封装类 `ImageCreateWrapper`

3. 内容填充 `GraphicUtil`

设计

文本绘制

图片绘制

4. 内容渲染

5. http 接口

测试验证

其他

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Java Stream 流（十四）

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目标

目标拆解

预期结果

设计&实现

1. 参数选项 ImgCreateOptions

2. 封装类 ImageCreateWrapper

3. 内容填充 GraphicUtil

设计

文本绘制

图片绘制

4. 内容渲染

5. http 接口

测试验证

其他

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1. 参数选项 `ImgCreateOptions`

2. 封装类 `ImageCreateWrapper`

3. 内容填充 `GraphicUtil`