Springboot 系列（八）动态Banner与图片转字符图案的手动实现
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本文 Github.com/niumoo/JavaNotes 和 未读代码博客 已经收录，有很多知识点和系列文章。
注意：本 Spring Boot 系列文章基于 Spring Boot 版本 v2.1.1.RELEASE 进行学习分析，版本不同可能会有细微差别。
使用过 Springboot 的对上面这个图案肯定不会陌生，Springboot 启动的同时会打印上面的图案，并带有版本号。查看官方文档可以找到关于 banner 的描述
就不翻译了，直接有道翻译贴过来看个大概意思。The banner that is printed on start up can be changed by adding a banner.txt file to your classpath or by setting the spring.banner.location property to the location of such a file. If the file has an encoding other than UTF-8, you can set spring.banner.charset. In addition to a text file, you can also add a banner.gif, banner.jpg, or banner.png image file to your classpath or set the spring.banner.image.location property. Images are converted into an ASCII art representation and printed above any text banner.
可以通过向类路径中添加一个banner.txt文件或设置spring.banner来更改在start up上打印的banner。属性指向此类文件的位置。如果文件的编码不是UTF-8，那么可以设置spring.banner.charset。除了文本文件，还可以添加横幅。将gif、banner.jpg或banner.png图像文件保存到类路径或设置spring.banner.image。位置属性。图像被转换成ASCII艺术形式，并打印在任何文本横幅上面。
1. 自定义 banner
根据官方的描述，可以在类路径中自定义 banner 图案，我们进行尝试在放 resouce 目录下新建文件 banner.txt 并写入内容（在线字符生成）。
(_)
_ __ _ _ _ _ __ ___ ___ ___
| '_ \| | | | | '_ ` _ \ / _ \ / _ \
| | | | | |_| | | | | | | (_) | (_) |
|_| |_|_|\__,_|_| |_| |_|\___/ \___/ 版本：${spring-boot.formatted-version}
启动 Springboot 在控制台看到下面的输出。
(_)
_ __ _ _ _ _ __ ___ ___ ___
| '_ \| | | | | '_ ` _ \ / _ \ / _ \
| | | | | |_| | | | | | | (_) | (_) |
|_| |_|_|\__,_|_| |_| |_|\___/ \___/ 版本：(v2.1.3.RELEASE)
2019-02-25 14:00:31.289 INFO 12312 --- [ main] net.codingme.banner.BannerApplication : Starting BannerApplication on LAPTOP-L1S5MKTA with PID 12312 (D:\IdeaProjectMy\springboot-git\springboot-banner\target\classes started by Niu in D:\IdeaProjectMy\springboot-git\springboot-banner)
2019-02-25 14:00:31.291 INFO 12312 --- [ main] net.codingme.banner.BannerApplication : No active profile set, falling back to default profiles: default
2019-02-25 14:00:32.087 INFO 12312 --- [ main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer : Tomcat initialized with port(s): 8080 (http)
发现自定义 banner 已经生效了，官方文档的介绍里说还可以放置图片，下面放置图片 banner.jpg 测试。
网上随便找了一个图片。
再次启动观察输出。
Springboot 把图案转成了 ASCII 图案。
2. ASCII 图案生成原理
看了上面的例子，发现 Springboot 可以把图片转换成 ASCII 图案，那么它是怎么做的呢？我们或许可以想象出一个大概流程。
- 获取图片。
- 遍历图片像素点。
- 分析像素点，每个像素点根据颜色深度得出一个值，根据明暗度匹配不同的字符。
- 输出图案。
Springboot 对图片 banner 的处理到底是不是我们上面想想的那样呢？直接去源码中寻找答案。
/** 位置：org.springframework.boot.SpringApplicationBannerPrinter */
//方法1：
public Banner print(Environment environment, Class<?> sourceClass, Log logger) {
// 获取 banner 调用方法记为2
Banner banner = getBanner(environment);
try {
logger.info(createStringFromBanner(banner, environment, sourceClass));
}
catch (UnsupportedEncodingException ex) {
logger.warn("Failed to create String for banner", ex);
}
// 打印 banner
return new PrintedBanner(banner, sourceClass);
}
// 方法2
private Banner getBanner(Environment environment) {
Banners banners = new Banners();
// 获取图片banner，我们只关注这个，调用方法记为3
banners.addIfNotNull(getImageBanner(environment));
banners.addIfNotNull(getTextBanner(environment));
if (banners.hasAtLeastOneBanner()) {
return banners;
}
if (this.fallbackBanner != null) {
return this.fallbackBanner;
}
return DEFAULT_BANNER;
}
// 方法3
/** 获取自定义banner文件信息 */
private Banner getImageBanner(Environment environment) {
// BANNER_IMAGE_LOCATION_PROPERTY = "spring.banner.image.location";
String location = environment.getProperty(BANNER_IMAGE_LOCATION_PROPERTY);
if (StringUtils.hasLength(location)) {
Resource resource = this.resourceLoader.getResource(location);
return resource.exists() ? new ImageBanner(resource) : null;
}
// IMAGE_EXTENSION = { "gif", "jpg", "png" };
for (String ext : IMAGE_EXTENSION) {
Resource resource = this.resourceLoader.getResource("banner." + ext);
if (resource.exists()) {
return new ImageBanner(resource);
}
}
return null;
}
上面是寻找自定义图片 banner 文件源码，如果把图片转换成 ASCII 图案继续跟进，追踪方法1中的PrintedBanner(banner, sourceClass)方法。最终查找输出图案的主要方法。
// 位置：org.springframework.boot.ImageBanner#printBanner
private void printBanner(BufferedImage image, int margin, boolean invert,
PrintStream out) {
AnsiElement background = invert ? AnsiBackground.BLACK : AnsiBackground.DEFAULT;
out.print(AnsiOutput.encode(AnsiColor.DEFAULT));
out.print(AnsiOutput.encode(background));
out.println();
out.println();
AnsiColor lastColor = AnsiColor.DEFAULT;
// 图片高度遍历
for (int y = 0; y < image.getHeight(); y++) {
for (int i = 0; i < margin; i++) {
out.print(" ");
}
// 图片宽度遍历
for (int x = 0; x < image.getWidth(); x++) {
// 获取每一个像素点
Color color = new Color(image.getRGB(x, y), false);
AnsiColor ansiColor = AnsiColors.getClosest(color);
if (ansiColor != lastColor) {
out.print(AnsiOutput.encode(ansiColor));
lastColor = ansiColor;
}
// 像素点转换成字符输出，调用方法记为2
out.print(getAsciiPixel(color, invert));
}
out.println();
}
out.print(AnsiOutput.encode(AnsiColor.DEFAULT));
out.print(AnsiOutput.encode(AnsiBackground.DEFAULT));
out.println();
}
// 方法2，像素点转换成字符
private char getAsciiPixel(Color color, boolean dark) {
// 根据 color 算出一个亮度值
double luminance = getLuminance(color, dark);
for (int i = 0; i < PIXEL.length; i++) {
// 寻找亮度值匹配的字符
if (luminance >= (LUMINANCE_START - (i * LUMINANCE_INCREMENT))) {
// PIXEL = { ' ', '.', '*', ':', 'o', '&', '8', '#', '@' };
return PIXEL[i];
}
}
return PIXEL[PIXEL.length - 1];
}
通过查看源码，发现 Springboot 的图片 banner 的转换和我们预想的大致一致，这么有趣的功能我们能不能自己写一个呢？
3.自己实现图片转 ASCII字符
根据上面的分析，总结一下思路，我们也可以手动写一个图片转 ASCII 字符图案。
思路如下：
- 图片大小缩放，调整到合适大小。
- 遍历图片像素。
- 获取图片像素点亮度（RGB颜色通过公式可以得到亮度数值）。
- 匹配字符。
- 输出图案。
上面的5个步骤直接使用 Java 代码就可以完整实现，下面是编写的源码。
import java.awt.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import javax.imageio.ImageIO;
/**
* <p>
* 根据图片生成字符图案
* 1.图片大小缩放
* 2.遍历图片像素点
* 3.获取图片像素点亮度
* 4.匹配字符
* 5.输出图案
*
* @author niujinpeng
* @website www.codingme.net
* @date 2019-02-25 23:03:01
*/
public class GeneratorTextImage {
private static final char[] PIXEL = {'@', '#', '8', '&', 'o', ':', '*', '.', ' '};
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 图片缩放
BufferedImage bufferedImage = makeSmallImage("src/main/resources/banner.jpg");
// 输出
printImage(bufferedImage);
}
public static void printImage(BufferedImage image) throws IOException {
int width = image.getWidth();
int height = image.getHeight();
for (int i = 0; i < height; i++) {
for (int j = 0; j < width; j++) {
int rgb = image.getRGB(j, i);
Color color = new Color(rgb);
int red = color.getRed();
int green = color.getGreen();
int blue = color.getBlue();
// 一个用于计算RGB像素点亮度的公式
Double luminace = 0.2126 * red + 0.7152 * green + 0.0722 * blue;
double index = luminace / (Math.ceil(255 / PIXEL.length) + 0.5);
System.out.print(PIXEL[(int)(Math.floor(index))]);
}
System.out.println();
}
}
public static BufferedImage makeSmallImage(String srcImageName) throws Exception {
File srcImageFile = new File(srcImageName);
if (srcImageFile == null) {
System.out.println("文件不存在");
return null;
}
FileOutputStream fileOutputStream = null;
BufferedImage tagImage = null;
Image srcImage = null;
try {
srcImage = ImageIO.read(srcImageFile);
int srcWidth = srcImage.getWidth(null);// 原图片宽度
int srcHeight = srcImage.getHeight(null);// 原图片高度
int dstMaxSize = 90;// 目标缩略图的最大宽度/高度，宽度与高度将按比例缩写
int dstWidth = srcWidth;// 缩略图宽度
int dstHeight = srcHeight;// 缩略图高度
float scale = 0;
// 计算缩略图的宽和高
if (srcWidth > dstMaxSize) {
dstWidth = dstMaxSize;
scale = (float)srcWidth / (float)dstMaxSize;
dstHeight = Math.round((float)srcHeight / scale);
}
srcHeight = dstHeight;
if (srcHeight > dstMaxSize) {
dstHeight = dstMaxSize;
scale = (float)srcHeight / (float)dstMaxSize;
dstWidth = Math.round((float)dstWidth / scale);
}
// 生成缩略图
tagImage = new BufferedImage(dstWidth, dstHeight, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
tagImage.getGraphics().drawImage(srcImage, 0, 0, dstWidth, dstHeight, null);
return tagImage;
} finally {
if (fileOutputStream != null) {
try {
fileOutputStream.close();
} catch (Exception e) {
}
fileOutputStream = null;
}
tagImage = null;
srcImage = null;
System.gc();
}
}
}
还是拿上面的 Google log 图片作为实验对象，运行得到字符图案输出。
文章代码已经上传到 GitHub Spring Boot。
<完>
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