Java生成二維碼分享海報

這一篇文章我們就用 Java 來生成一下仿金山詞霸的海報。

As long as you can still grab a breath, you fight.
只要一息尚存，就不得不戰。

有那么一段時間，我特別迷戀金山詞霸的每日一句分享海報。因為不僅海報上的圖片美，文字也特別美，美得讓我感覺生活都有了詩意。就像文章開頭的那句中英文對照，中文和英文都妙極了。

最近，又有很多人迷戀上了流利說的小程序分享海報（朋友圈比比皆是）。但不管是金山詞霸還是流利說，分享的海報都不是自己的二維碼，這對于個人品牌的締造者來說，實在是一件出力不討好的事。

當然了，這種事難不倒作為程序員的我。

01、大致思路

• 采集網絡圖片

• 加載海報背景和個人品牌二維碼

• 利用 Graphics2D 將網絡圖片繪制成海報封面

• 利用 Graphics2D 在海報上打印中英文對照語

• 利用 Graphics2D 在海報上繪制個人專屬二維碼

• 使用 Swing 構建圖形化界面

• 將項目打成 jar 包發行

• 運行 jar 包，填寫必要信息后生成海報

02、采集網絡圖片

第一步，獲取網絡圖片的路徑。金山詞霸每日一句的圖片路徑地址形式如下所示。可以根據當前日期獲取最新的圖片路徑。

// 金山詞霸的圖片路徑
String formatDate = DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyyMMdd");
String picURL = "http://cdn.iciba.com/news/word/big_" + formatDate + "b.jpg";

第二步，有了圖片路徑后，可以根據此路徑創建 HTTP get 請求。

// 根據路徑發起 HTTP get 請求
HttpGet httpget = new HttpGet(picURL);
// 使用 addHeader 方法添加請求頭部
httpget.addHeader("Content-Type", "text/html;charset=UTF-8");

// 配置請求的超時設置
RequestConfig requestConfig = RequestConfig.custom().setConnectionRequestTimeout(500).setConnectTimeout(500)
        .setSocketTimeout(500).build();
httpget.setConfig(requestConfig);

第三步，創建 CloseableHttpClient 對象來執行 HTTP get 請求，并獲取響應信息 CloseableHttpResponse。CloseableHttpClient 是一個抽象類，它是 HttpClient 的基本實現，也實現了 java.io.Closeable 接口。

CloseableHttpClient httpclient = HttpClientBuilder.create().build();
CloseableHttpResponse response = httpclient.execute(httpget);

第四步，從 CloseableHttpResponse 中獲取圖片的輸入流。

HttpEntity entity = response.getEntity();
InputStream picStream = entity.getContent();

第五步，從圖片輸入流中讀取信息，并輸出到本地文件中。

File pic = Files.createTempFile(Paths.get("D:\\test"), "pic_", ".jpg");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(pic);
int read = 0;

// 1024Byte(字節)=1KB 1024KB=1MB
byte[] bytes = new byte[1024 * 100];
while ((read = inputStream.read(bytes)) != -1) {
    fos.write(bytes, 0, read);
}

fos.flush();
fos.close();

在指定的臨時目錄下可以查看采集到的圖片，如下所示。

03、加載海報背景和個人品牌二維碼

海報背景的大小為 678 1013 像素，個人品牌二維碼的大小為 128 128 像素。兩張圖片都是事先準備好的，放在 src 目錄下。整個項目的目錄結構圖如下所示。

接下來，我們把這兩張圖片分別讀取到臨時文件當中，供后續動作使用。

第一步，創建 ClassLoader 對象，從 classpath 的根路徑下查找資源。

ClassLoader classLoader = ReadBgAndQrcode.class.getClassLoader();

第二步，通過 classLoader.getResourceAsStream() 讀取海報背景和個人品牌二維碼，復制到臨時文件中。

File bgFile = Files.createTempFile(DIRECTORY, "bg_", ".jpg").toFile();
InputStream inputStream = classLoader.getResourceAsStream("default_bgimg.jpg");
FileUtils.copyInputStreamToFile(inputStream, bgFile);
logger.debug("背景：" + bgFile.getAbsolutePath());

File qrcodeFile = Files.createTempFile(DIRECTORY, "qrcode_", ".jpg").toFile();
InputStream qrcodeInputStream = classLoader.getResourceAsStream("default_qrcodeimg.jpg");
FileUtils.copyInputStreamToFile(qrcodeInputStream, qrcodeFile);
logger.debug("二維碼：" + qrcodeFile.getAbsolutePath());

在指定的臨時目錄下可以查看海報背景和個人品牌二維碼，如下所示。

05、利用 Graphics2D 將網絡圖片繪制成海報封面

Graphics2D 類擴展了 Graphics 類，提供了對幾何形狀、坐標轉換、顏色管理和文本布局更為復雜的控制，是用于呈現二維形狀、文本和圖像的基礎類。

BufferedImage 使用可訪問的圖像數據緩沖區描述圖像，由顏色模型和圖像數據柵格組成，所有 BufferedImage 對象的左上角坐標為(0，0)。

可以利用 BufferedImage 類的 createGraphics() 方法獲取 Graphics2D 對象。

第一步，將海報背景和海報封面讀入到 BufferedImage 對象中。注意，deleteOnExit() 方法請求在虛擬機終止時刪除此抽象路徑名所表示的文件或目錄。

// 背景
File bgFile = FileUtil.read("bg_", ".jpg", "default_bgimg.jpg");
bgFile.deleteOnExit();
BufferedImage bgImage = ImageIO.read(bgFile);

// 封面圖
File picFile = CapturePic.capture();
picFile.deleteOnExit();
BufferedImage picImage = ImageIO.read(picFile);

第二步，計算封面圖的起始坐標，以及高度和寬度。

// 封面圖的起始坐標
int pic_x = MARGIN, pic_y = MARGIN;
// 封面圖的寬度
int pic_width = bgImage.getWidth() - MARGIN * 2;
// 封面圖的高度
int pic_height = picImage.getHeight() * pic_width / picImage.getWidth();

第三步，在海報背景上繪制封面圖。

Graphics2D graphics2d = bgImage.createGraphics();
// 在背景上繪制封面圖
graphics2d.drawImage(picImage, pic_x, pic_y, pic_width, pic_height, null);
// 釋放圖形上下文，以及它正在使用的任何系統資源。
graphics2d.dispose();

第四步，將繪制好的圖像輸出到文件中。

File posterFile = Files.createTempFile(FileUtil.DIRECTORY, "poster_", ".jpg").toFile();
ImageIO.write(bgImage, "jpg", posterFile);

在指定的臨時目錄下可以查看海報，如下所示。

06、利用 Graphics2D 在海報上打印中文

Font 類表示字體，用于以可見的方式呈現文本。字體提供了將字符序列映射到象形文字序列以及在圖形和組件對象上呈現象形文字序列所需的信息。

第一步，通過 GraphicsEnvironment 類的 getAvailableFontFamilyNames() 查看計算機上允許使用的字體。

String[] fontNames = GraphicsEnvironment.getLocalGraphicsEnvironment().getAvailableFontFamilyNames();

for (String fontName : fontNames) {
    System.out.println(fontName);
}

大致的中文字體有這么一些（還有更多，未列出）：

宋體
幼圓
微軟雅黑
微軟雅黑 Light
新宋體
方正姚體
方正舒體
楷體
隸書
黑體

第二步，設置字體和顏色。

// Font 的構造參數依次是字體名字，字體式樣，字體大小
Font font = new Font("微軟雅黑", Font.PLAIN, 28);
g.setFont(font);
// RGB
g.setColor(new Color(71, 71, 71));

第三步，根據當前字體下每個中文字符的寬度，以及海報可容納的最大文本寬度，對文本進行換行。

計算每個字體的寬度時，需要用到 sun.font.FontDesignMetrics，它擴展了 java.awt.FontMetrics。FentMetrics 類定義了一個字體度量對象，該對象封裝了有關在特定屏幕上呈現特定字體的信息。FontDesignMetrics 提供了更多指標的 Font 信息。

FontDesignMetrics 有幾個重要的值需要說明一下：

• 基準點是 baseline
• ascent 是 baseline 之上至字符最高處的距離
• descent 是 baseline 之下至字符最低處的距離
• leading 文檔說的很含糊，其實是上一行字符的 descent 到下一行的 ascent 之間的距離
• top 指的是指的是最高字符到 baseline 的值，即 ascent 的最大值
• bottom 指的是最下字符到 baseline 的值，即 descent 的最大值

FontDesignMetrics 的 charWidth() 方法可以計算字符的寬度。

public static String makeLineFeed(String zh, FontDesignMetrics metrics, int max_width) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    int line_width = 0;
    for (int i = 0; i < zh.length(); i++) {
        char c = zh.charAt(i);
        sb.append(c);

        // 如果主動換行則跳過
        if (sb.toString().endsWith("\n")) {
            line_width = 0;
            continue;
        }

        // FontDesignMetrics 的 charWidth() 方法可以計算字符的寬度
        int char_width = metrics.charWidth(c);
        line_width += char_width;

        // 如果當前字符的寬度加上之前字符串的已有寬度超出了海報的最大寬度，則換行
        if (line_width >= max_width - char_width) {
            line_width = 0;
            sb.append("\n");
        }
    }
    return sb.toString();
}

假如文本是“沉默王二，《Web 全棧開發進階之路》作者；一個不止寫代碼的程序員，還寫有趣有益的文字，給不喜歡嚴肅的你。”我們來通過 makeLineFeed() 方法試驗一下。

Font font = new Font("微軟雅黑", Font.PLAIN, 28);
FontDesignMetrics metrics = FontDesignMetrics.getMetrics(font);

String zh = "沉默王二，《Web 全棧開發進階之路》作者；一個不止寫代碼的程序員，還寫有趣有益的文字，給不喜歡嚴肅的你。";

String[] rows = makeLineFeed(zh, metrics, 600).split("\n");
for (int i = 0; i < rows.length; i++) {
    System.out.println(rows[i]);
}

其結果如下所示。

沉默王二，《Web 全棧開發進階之路》作者；
一個不止寫代碼的程序員，還寫有趣有益的文字
，給不喜歡嚴肅的你。

第四步，將自動換行后的文本在海報背景上打印。

這里需要用到 FontDesignMetrics 的 getHeight() 方法獲取每行文本的高度。對照下面的示意圖，理解 height 的具體高度。

// 自動換行后的文本
String zhWrap = FontUtil.makeLineFeed(graphics2dPoster.getZh(), metrics, graphics2dPoster.getSuitableWidth());

// 拆分行
String[] zhWraps = zhWrap.split("\n");

// 將每一行在海報背景上打印
for (int i = 0; i < zhWraps.length; i++) {
    graphics2dPoster.addCurrentY(metrics.getHeight());
    graphics2d.drawString(zhWraps[i], MARGIN, graphics2dPoster.getCurrentY());
}

此時的海報效果如下圖所示。

可以看得出，文字帶有很強的鋸齒感，怎么消除呢？

graphics2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_TEXT_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_TEXT_ANTIALIAS_ON);

如果英語不好的話，看起來這段代碼會很吃力。ANTIALIASING 單詞的意思就是“消除混疊現象，消除走樣，圖形保真”。

07、利用 Graphics2D 在海報上打印英文

英文和中文最大的不同在于，換行的單位不再是單個字符，而是整個單詞。

第一步，根據當前字體下每個英文單詞的寬度，以及海報可容納的最大文本寬度，對文本進行換行。

public static String makeEnLineFeed(String en, FontDesignMetrics metrics, int max_width) {
    // 每個單詞后追加空格
    char space = ' ';
    int spaceWidth = metrics.charWidth(space);

    // 按照空格對英文文本進行拆分
    String[] words = en.split(String.valueOf(space));
    // 利用 StringBuilder 對字符串進行修改
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    // 每行文本的寬度
    int len = 0;

    for (int i = 0; i < words.length; i++) {
        String word = words[i];

        int wordWidth = metrics.stringWidth(word);
        // 疊加當前單詞的寬度
        len += wordWidth;

        // 超出最大寬度，進行換行
        if (len > max_width) {
            sb.append("\n");
            sb.append(word);
            sb.append(space);

            // 下一行的起始寬度
            len = wordWidth + spaceWidth;
        } else {
            sb.append(word);
            sb.append(space);

            // 多了一個空格
            len += spaceWidth;
        }
    }
    return sb.toString();
}

假如文本是“Fear can hold you prisoner. Hope can set you free. It takes a strong man to save himself, and a great man to save another.”我們來通過 makeEnLineFeed() 方法試驗一下。

Font font = new Font("微軟雅黑", Font.PLAIN, 28);
FontDesignMetrics metrics = FontDesignMetrics.getMetrics(font);

String en = "Fear can hold you prisoner. Hope can set you free. It takes a strong man to save himself, and a great man to save another.";
String[] rows = makeEnLineFeed(en, metrics, 600).split("\n");
for (int i = 0; i < rows.length; i++) {
    System.out.println(rows[i]);
}

其結果如下所示。

Fear can hold you prisoner. Hope can set
you free. It takes a strong man to save
himself, and a great man to save another.

第三步，將自動換行后的文本在海報背景上打印。

// 設置封面圖和下方中文之間的距離
graphics2dPoster.addCurrentY(20);

Graphics2D graphics2d = graphics2dPoster.getGraphics2d();
graphics2d.setColor(new Color(157, 157, 157));

FontDesignMetrics metrics = FontDesignMetrics.getMetrics(graphics2d.getFont());
String enWrap = FontUtil.makeEnLineFeed(graphics2dPoster.getEn(), metrics, graphics2dPoster.getSuitableWidth());
String[] enWraps = enWrap.split("\n");
for (int i = 0; i < enWraps.length; i++) {
    graphics2dPoster.addCurrentY(metrics.getHeight());
    graphics2d.drawString(enWraps[i], MARGIN, graphics2dPoster.getCurrentY());
}

此時的海報效果如下圖所示。

07、利用 Graphics2D 在海報上繪制個人專屬二維碼

有了前面繪制海報封面的經驗，繪制二維碼就變得輕而易舉了。

// 二維碼
File qrcodeFile = FileUtil.read("qrcode_", ".jpg", "default_qrcodeimg.jpg");
qrcodeFile.deleteOnExit();

BufferedImage qrcodeImage = ImageIO.read(qrcodeFile);
// 二維碼起始坐標
int qrcode_x = bgImage.getWidth() - qrcodeImage.getWidth() - MARGIN;
int qrcode_y = bgImage.getHeight() - qrcodeImage.getHeight() - MARGIN;
graphics2dPoster.getGraphics2d().drawImage(qrcodeImage, qrcode_x, qrcode_y, qrcodeImage.getWidth(),
        qrcodeImage.getHeight(), null);

此時的海報效果如下圖所示。

是不是感覺海報的左下角比較空白，整體的對稱性不夠自然，那就在左下角追加一些二維碼的描述文本吧。

graphics2d.setColor(new Color(71, 71, 71));
Font font = new Font(USE_FONT_NAME, Font.PLAIN, 22);
graphics2d.setFont(font);
FontDesignMetrics metrics = FontDesignMetrics.getMetrics(graphics2d.getFont());

graphics2d.drawString("沉默王二", MARGIN, bgImage.getHeight() - MARGIN - metrics.getHeight() * 2);
graphics2d.drawString("一個幽默的程序員", MARGIN, bgImage.getHeight() - MARGIN - metrics.getDescent());

此時的海報效果如下圖所示。

08、使用 Swing 構建圖形化界面

Swing 是一個用于 Java GUI 編程（圖形界面設計）的工具包（類庫）；換句話說，Java 之所以可以用來開發帶界面的 PC 軟件，就是因為 Swing 的存在。

Swing 使用純粹的 Java 代碼來模擬各種控件，沒有使用本地操作系統的內在方法，所以 Swing 是跨平臺的。也正是因為 Swing 的這種特性，人們通常把 Swing 控件稱為輕量級控件。

Eclipse 默認是不支持可視化的 Swing 編程的，但 Eclipse 的插件市場上有這樣一個好插件——WindowBuilder，使用它可以大幅度地降低開發難度，迅速地提升開發效率。

下載地址：https://marketplace.eclipse.org/content/windowbuilder

可直接拖拽到 Eclipse 進行安裝，如下圖。

注意，Eclipse 的版本要求為：

2018-09 (4.9), Photon (4.8), Oxygen (4.7), Neon (4.6), 2018-12 (4.10), 2019-03 (4.11)

拖拽到 Eclipse 后的效果如下：

安裝完成后，會提醒你重啟 Eclipse。

溫馨提示：安裝的過程大約持續 3 分鐘的時間，中間可能會失敗，重試幾次即可。不用擔心，Eclipse 會智能地保存失敗前的進度。

安裝成功后，就可以使用可視化工具設計界面了，如下圖所示：

09、將項目打成 jar 包發行

在將應用程序進行打包時，使用者都希望開發者只提供一個單獨的文件，而不是包含大量源碼的文件夾。jar 包存在的目的正源于此。

將項目打成 jar 包也很簡單，在 Eclipse 中，可依次右鍵項目→Export→Runnable JAR file。你將會看到以下界面。

選擇 main 方法所在類，指定導出目標，選擇 Copy required libraries 選項，點擊「Finish」即可。在指定的目錄下可找到生成的 jar 包文件。

10、運行 jar 包，填寫必要信息后生成海報

如果電腦上安裝了 Java 的運行環境，雙擊該 jar 包文件就可以運行。運行后的界面，如下圖所示。可以填寫中文、英文、海報封面路徑，然后點擊按鈕生成海報。

PS：為了便于大家的學習，我已經將源碼放在了 GitHub 上，地址如下。

https://github.com/qinggee/poster/tree/jinshanciba

趕快去 star 吧！

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