Java 图片转换为字符图 CharMaps (整理)

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 *                    Java 图片转换成字符图 CharMaps (整理)
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 *                                              2016-1-2 深圳 南山平山村 曾剑锋
 *
 * @(#)CharMaps.java     2014/1/16
 *         1、这个一个Java程序，感谢您花费大量时间阅读本文档；
 *         2、本人知道大家并不喜欢看大量文字描述，但实属无奈，因为我们的沟通只能通过文字；
 *         3、当您在复制、粘贴的时候请注意包名为：practice，文件名为：CharMaps，以防止一些不必要的麻烦；
 *         4、下面这张由字符组成的图是直接由图片生成的，信与不信由您决定，另外可以肯定的是本人绝对不会一个字一个敲这幅图；
 *         5、如果想知道她是如何完成的，请看完CharMaps类前面的全部注释，因为她是工具，有些内容需要了解、素材需要准备；
 *         6、本次注释参考了MyEclipse的注释风格，相对比上次来说注释要规范一些，但由于本人经验、认知水平有限，可能很多地方没有
 *             考虑完全，或者没有解释清楚，请谅解。
 */
package demo;

import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
import javax.imageio.ImageIO;
import javax.swing.JFileChooser;
import javax.swing.filechooser.FileNameExtensionFilter;
/**
 *
 * <p>
 * <h4>一、软件声明：</h4><br><ol>
 *         <li>该软件是为了解决TTS无法上图的原因才写出来的，同时感谢您花费宝贵的时间来阅读本文档；<br>
 *         <li>如果您打算使用这个小工具，那么请阅读完这个这整段注释；
 *         <li>如果您只是路过，那么您可以也可以猫一眼 ^_^，不过我相信她不会让您失望的；<br>
 *         <li>该软件已被我命名为CharMaps，在后面的注释中，我说明了命名理由 ^_^；<br>
 *         <li>TTS最小字号是9px阻碍了CharMaps的强大功能，但CharMaps至少能缓解一下我们对图片的向往，希望TTS以后会放宽规则；<br>
 *
 *         该小工具被我命名为：CharMaps，没有抄袭他人的思路，是根据自己的需求写的，希望她能给您带来乐趣<br>
 * </ol></p>
 *
 * <p>
 * <h4>二、CharMaps由来：</h4><br><ol>
 *         <li>CharMaps制作初衷是因为TTS不能上图，之前上传《动态写轮眼(火影)——Java原创》系列软件时感觉实在不爽，所以自己通过
 *                自己目前的认知水平写了这个CharMaps。<br>
 *         <li>灵感来自硬件传感器——摄像头——的工作原理，有兴趣的朋友可以去找下度娘或者谷哥，听说他们很懂的样子。 ^_^<br>
 *</ol></p>
 *
 * <p>
 * <h4>三、CharMaps命名解析：</h4><br><ol>
 *         <li>Char代表字符，因为她将图片里对一个的像素转换成了字符，为什么是字符而不是字节？原因在于字节宽高比大约是1:2.5，
 *                而字符的宽高大约是1:1，我说的是大约 ^_^；<br>
 *        <li>Map是代表输出的就像每张图片一个映射(map)；<br>
 *        <li>s是因为能同时处理多张图片；<br>
 *        <li>最终组合为CharMaps，很优雅的名字，^_^ ；<br>
 *</ol></p>
 *
 * <p>
 * <h4>四、CharMaps知识预备：</h4><br><ol>
 *         <li>CharMaps采用了具有RGB(red,green,blue)三基色的图片，后缀名为png/PNG/jpeg/jpe/JPEG，但只能处理黑白
 *                 图，原因是黑白图在三基色上是平均分布的，而CharMaps仅是依靠blue分量进行图片处理。<br>
 *         <li>如果您手上没有黑白图，您可以使用我们使用的操作系统自带的The GIMP，该软件自带了离线中文帮助文档，界面挺清爽
 *                 的，您可以通过以下途径打开：应用程序 ——> 图像 ——> The GIMP，如果您不会使用，那就看看帮助文档吧，如果
 *                 您以前使用Photoshop(PS),估计您会有很熟悉的感觉，您以前投资在PS上的时间终于得到了有效回报， ^_^。<br>
 * </ol></p>
 *
 * <p>
 * <h4>五、CharMaps缺陷：</h4><br><ol>
 *         <li>目前只支持黑白图，其他的图不保证效果，主要是写复杂了不利于学习交流，简单并能提供一些思路，并且每个人可以根据
 *                 自己需要进行功能改进或者定制才是沟通学习的王道；<br>
 *         <li>所能转换的图片目前默认支持宽：int charMapsCol = 2000;高：int charMapsRow = 1000;您自己可以修改；<br>
 *         <li>没有提供图片的自动缩放功能，所以不要操作默认支持的宽高，或者你自己修改的宽高；<br>
 *         <li>目前没有发现Bug，不保证您在使用的时候会不会出现Bug，就算遇到了，相信您也能够独立解决,TTS不提供沟通讨论，没办法，
 *                 另外本软件代码行数150左右(不包括注释)，您懂的 ；^_^<br>
 *         <li>如果这个小软件给您带来了不必要的麻烦，本人向您表示歉意。<br>
 * </ol></P>
 *
 * <p>
 * <h4>六、CharMaps操作流程：</h4><br><ol>
 *         <li>准备好一张或者多张后缀是png/PNG/jpeg/jpe/JPEG的文件，运行本程序；<br>
 *         <li>在文件选择框选择要转换的后缀是png/PNG/jpeg/jpe/JPEG的文件，选择完成后点“打开”按钮；不选择就会得到一个空文件；<br>
 *         <li>根据Console提示框中内容找到输出文件，默认是路径/home/soft1/charMaps.txt，您可以自己修改；<br>
 *         <li>用文本编辑器打开，把字号(不是字体)改成2px，看看效果吧。<br>
 * </ol></p>
 *
 * <p>
 * <h4>七、CharMaps工作流程图(非代码分析的朋友可以略过)：</h4><br><ol>
 *             本次注释参考了MyEclipse的注释风格，注释尽量简洁，没有添加过多的额外的注释，以下为main()函数工作流程层次：<br>
 *             <ul>
 *         <li>|--filesSelectInit() //初始化文件选择器，主要用于过滤掉一些后缀不是png/PNG/jpeg/jpe/JPEG的文件，方便选择文件；<br>
 *         <li>|--charMapsInit()     //初始化charMaps数组，并以字符‘虢’填充，主要是笔画多，作为黑色背景好，还有就是字里有老虎 ^_^；<br>
 *         <li>|--ImageProcessing() //图片处理函数，里面包含了如何对图片进行处理的方法；<br>
 *         <ul><li>|--singleImageProcessing() //单张图片处理函数；<br>
 *             <ul><li>|--fileSuffixCheck()   //文件后缀检查，采用了正则表达式，主要是为了防止有些朋友选错；<br>
 *                 <li>|--ImageSizeCheck()       //图片大小检查，主要是因为charMaps大小已由charMapsRow和charMapsCol固定了；<br>
 *                 <li>|--ImageMapToCharMaps() //将图片(Image)映射(map)到charMaps，所有的图片都是以charMaps中心点进行映射
 *                                                 这个步骤中把每张图片的没有内容的边框裁减掉了；<br>
 *             </ul>
 *         </ul>
 *         <li>|--addFrameForCharMaps()//如果转换的图片尺寸没有大于charMaps，那么给图片加个框，您可以通过注释掉这一行
 *                                         看有这个函数和没有这个函数的区别；<br>
 *         <li>|--fileSave()         //将最终的结果保存起来，路径已经固定，如果您有需要的话可以自己修改里面的路径。<br>
 * </ul></ol></P>
 * @author 曾剑锋<br>
 * @date 2014-1-16<br>
 */
public class CharMaps{
    /** 声明一个文件选择器引用 */
    static JFileChooser jFileChooser = null;
    /**
     *&nbsp &nbsp &nbsp &nbsp
     *      在很多时候，我们在转换成为字符的时候，上、下、左、右总有我们那些我们不需要的一些行，这行不
     *是我们自己需要的，我们还让软件帮我们处理掉吧，默认赋值有那么点讲究，您应该能看懂的,其实跟后面
     *的判断取值有关，初始化值是根据小的取大值，大的取小值的方式，您自己可以看着取。
     *
     */
    static int firstOfUpRow = Integer.MAX_VALUE;
    static int firstOfCol = Integer.MAX_VALUE;
    static int lastOfUpRow = Integer.MIN_VALUE;
    static int lastOfCol = Integer.MIN_VALUE;
    /**
     * charMapsRow用于定义charMaps的行数<br>
     * charMapsCol用于定义charMaps的列数<br>
     */
    static int charMapsRow = 1000;
    static int charMapsCol = 2000;
    static char[][] charMaps = null;

    /** 用于保存您选择的单个或者多个文件路径集合， 初始化为null */
    static File[] filePaths = null;

    /** 保存图片的宽、高 */
    static int imageWidth = 0;
    static int imageHeight = 0;
    /**
     * &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp
     *       在多张图片处理时候，每张图片处理使用不同的字符区别，charSelectindex用于计数，10个字符循环，
     * 如果一个charMaps同一个位置上字符会被后面的字符替代，如果没有则保持之前的字符<br>
     */
    static int charSelectindex = 0;
    static char[] charSelects = {'一','二','三','四','五','六','七','八','九','十'};
    /** 图像缓冲引用 */
    static BufferedImage bufferedImage = null;
    /**
     * main()函数,完成任务如下：<br><ol>
     *         <li>对文件选择器进行初始化；<br>
     *         <li>对charMaps二维数组进行初始化；<br>
     *         <li>对已选择的图片集进行处理；<br>
     *         <li>由于图片集处理函数对图片有效边界进行了记录，调用addFrameForCharMaps()，添加在上、下、左、右各
     *             添加一个字符的边框，使输出的CharMaps转换出来的图更具视觉效果；<br>
     *         <li>保存转换好的文件；<br>
     *         <li>如果出现异常，给出提示信息。<br></ol>
     */
    public static void main(String[] args) {
        try {
            filesSelectInit();
            charMapsInit();
            ImageProcessing();
            addFrameForCharMaps();
            fileSave();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("请选择后缀为png/PNG/jpeg/jpe/JPEG的文件");
        }
    }
    /**
     * 图像处理函数，完成任务如下：<br><ol>
     *         <li>判断jFileChooser是否按下了打开；<br>
     *         <li>获取一个或者多个文件，保存于filePaths中；<br>
     *         <li>使用for循环迭代分成单张图片依次处理，调用singleImageProcessing()函数处理；<br>
     *         <li>图片处理完给出提示。<br></ol>
     */
    private static void ImageProcessing() throws IOException {
        //判断是否在文件选择框上点了确定
        if (jFileChooser.showOpenDialog(null) == JFileChooser.APPROVE_OPTION) {
            filePaths = jFileChooser.getSelectedFiles();
            for (File filePath : filePaths) {
                singleImageProcessing(filePath);
            }
            System.out.println("3、完成图像处理");
        }
    }
    /**
     * 单张图片处理函数，完成任务如下：<br><ol>
     *         <li>调用文件后缀检查函数fileSuffixCheck()，防止因操作失误而引发的异常；<br>
     *         <li>调用图片尺寸检查函数ImageSizeCheck()，防止图片尺寸过大，因为没有提供图片缩放功能；<br>
     *         <li>调用图片映射函数ImageMapToCharMaps()，将图片的像素点映射到CharMaps数组中；<br>
     *         <li>如果是多张图片的charSelectindex完成对charSelects数组中10个字符的自动选择。<br></ol>
     *
     * @param filePath    传入filePath进行检查，在返回回来，如果不行就抛弃。<br>
     * @throws IOException<br>
     */
    private static void singleImageProcessing(File filePath) throws IOException {
        filePath = fileSuffixCheck(filePath);
        ImageSizeCheck(filePath);
        ImageMapToCharMaps();
        charSelectindex = charSelectindex++ % 10;
    }
    /**
     * 为charMaps添加边框，完成任务如下：<br>
     * &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp
     *         如果有效的图形区域小于charMaps数组大小，在上、下、左、右按条件添加一个字符的边框，使输出的CharMaps转换出来的图更具视觉效果；<br>
     */
    private static void addFrameForCharMaps() {
        firstOfCol = firstOfCol > 0 ? firstOfCol-1 : 0;
        firstOfUpRow = firstOfUpRow > 0 ? firstOfUpRow-1 : 0;
        lastOfCol = lastOfCol < charMapsCol ? lastOfCol+1 : charMapsCol;
        lastOfUpRow = lastOfUpRow < charMapsRow ? lastOfUpRow+1 : charMapsRow;
    }
    /**
     * 图片映射函数，完成任务如下：<br><ol>
     *         <li>双重循环获取图片的宽高；<br>
     *         <li>读出图片对应的坐标的RGB值<br>
     *         <li>判断对应坐标点的RGB是背景还是需要转换，这里之使用了B(blue)的值，判断，这也是为什么目前的
     *             CharMaps只能处理黑白图，当然应该也可以处理白蓝 ^_^<br>
     *         <li>对符合要求的的像素点改变charMaps对应点的字符<br>
     *         <li>对符合要求的像素进行边界检测，主要是完成对图片的边沿检查<br></ol>
     */
    private static void ImageMapToCharMaps() {
        for (int i = 0; i < imageHeight; i++) {
            for (int j = 0; j < imageWidth; j++) {
                int rgb = bufferedImage.getRGB(j, i);
                if ((rgb&0xff)<128 ) {
                    charMaps[charMaps.length/2-imageHeight/2+i][charMaps[0].length/2-imageWidth/2+j] = charSelects[charSelectindex];
                    boundedRangeOfImage(i,j);
                }
            }
        }
    }
    /**
     * 图片边界范围检查函数，完成任务如下：<br>
     * &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp
     *         主要是完成检查当前点是否是图片的有效边缘，对图片上、下、左、右有效区域进行查找，为后面保存时裁剪作准备。<br>
     * @param i 当前点的行号
     * @param j 当前点的列号
     */
    private static void boundedRangeOfImage(int i, int j) {
        //记录图形中最上面开始出现图形行号
        if (charMaps.length/2-imageHeight/2+i<firstOfUpRow) {
            firstOfUpRow = charMaps.length/2-imageHeight/2+i;
        }
        //记录图形中最下面开始不再出现图形行号
        if (charMaps.length/2-imageHeight/2+i>lastOfUpRow) {
            lastOfUpRow = charMaps.length/2-imageHeight/2+i;
        }
        //记录图形中一行里面开始出现图形列号
        if (charMaps[0].length/2-imageWidth/2+j<firstOfCol) {
            firstOfCol = charMaps[0].length/2-imageWidth/2+j;
        }
        //记录图形中一行里面开始不再出现图形列号
        if (charMaps[0].length/2-imageWidth/2+j>lastOfCol) {
            lastOfCol = charMaps[0].length/2-imageWidth/2+j;
        }
    }
    /**
     * 图片尺寸检查函数，完成任务如下：<br>
     * &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp
     *         主要是完成对图片的尺寸进行检查，不要比默认设置或者自己定制的charMaps数组大。<br>
     */
    private static void ImageSizeCheck(File filePath) throws IOException {
        bufferedImage = ImageIO.read(filePath);
        //得到图片的长宽
        imageWidth = bufferedImage.getWidth();
        imageHeight = bufferedImage.getHeight();
        if ((charMapsRow < imageHeight) || (charMapsCol < imageWidth)) {
            System.out.println("图片宽因该小于2000，高小于1000");
            return ;
        }
    }
    /**
     * 文件后缀检查函数，完成任务如下：<br>
     * &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp
     *         采用正则表达式对文件进行匹配。<br>
     */
    private static File fileSuffixCheck(File filePath) {
        //使用正则表达式来防止选择目前不支持的文件，目前只支持png/PNG/jpeg/jpe/JPEG格式图片
        Pattern pattern = Pattern.compile(".+[.][pPJj][nNpP][eEgGpP][gG]?");
        Matcher matcher = pattern.matcher(filePath.getName());
        if (matcher.matches() == false) {
            return null;
        }
        return filePath;
    }
    /**
     * charMaps初始化函数，Init是初始化的英文单词缩写，完成任务如下：<br>
     * &nbsp &nbsp &nbsp &nbsp
     *         完成对charMaps初始化，并提示完成。<br>
     */
    private static void charMapsInit() {
        charMaps = new char[charMapsRow][charMapsCol];
        //记得需要初始化，否则好像出不来值
        for (int i = 0; i < charMaps.length; i++) {
            Arrays.fill(charMaps[i], '虢');
        }
        System.out.println("2、完成charMaps数组初始化");
    }
    /**
     * 文件保存函数，完成任务如下：<br><ol>
     *         <li>设置一个文件保存的路径，这个路径可以自己修改；<br>
     *         <li>创建文件路径下的文件缓冲区；<br>
     *         <li>将charMaps中的字符写好文件中，忽略在上、下、左、右边界之外的部分，只将边界内的字符输出；<br>
     *         <li>每写完一行字符，进行换行；<br>
     *         <li>最后关闭文件缓冲区，如果不关闭，文件缓冲区内的字符可能不会写到文件中，请注意;<br>
     *         <li>提示完成以及提示文件路径。<br><ol>
     */
    private static void fileSave() {
        JFileChooser jFileChooser = new JFileChooser();
        jFileChooser.setFileSelectionMode(JFileChooser.DIRECTORIES_ONLY);//只能选择目录
        jFileChooser.showOpenDialog(null);
        File saveFilePath = new File(jFileChooser.getSelectedFile().getPath()+"charMaps.txt");
        try {
            BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new FileWriter(saveFilePath));
            for (int i = 0; i < charMaps.length; i++) {
                if ((i >= firstOfUpRow) && (i <= lastOfUpRow)) {
                    bufferedWriter.write(charMaps[i], firstOfCol, lastOfCol-firstOfCol+1);
                    bufferedWriter.newLine();
                }
            }
            bufferedWriter.close();
        } catch (IOException e1) {
            e1.printStackTrace();
        }
        System.out.println("4、完成文件保存\n");
        System.out.println("CharMaps已完成完成工作，请到"+saveFilePath.getPath()+"中查看结果 ^_^\n");
    }
    /**
     * 文件选择对话框初始化函数，Init是初始化的英文单词缩写，完成任务如下：<br><ol>
     *         <li>提示欢迎使用CharMaps；<br>
     *         <li>创建文件选择对话框；<br>
     *         <li>创建文件选择过滤器；<br>
     *         <li>将文件选择过滤器添加进入文件对话框，还句话说是：使文件选择过滤器有效；<br>
     *         <li>将文件选择对话框设置为可以多选；<br>
     *         <li>提示完成初始化。<br></ol>
     */
    private static void filesSelectInit() {
        System.out.println("\n\t欢迎使用CharMaps");
        jFileChooser = new JFileChooser();
        FileNameExtensionFilter filter = new FileNameExtensionFilter(
                "Images", "jpg", "png","PNG","JPG","jpe","JPE");
        jFileChooser.setFileFilter(filter);
        jFileChooser.setMultiSelectionEnabled(true);
        System.out.println("1、完成文件选择初始化");
    }
}

转换的图片：

　　

转换后的图片：