io.polaris.image.qrcode.QrCodes Maven / Gradle / Ivy
package io.polaris.image.qrcode;
import com.google.zxing.*;
import com.google.zxing.client.j2se.BufferedImageLuminanceSource;
import com.google.zxing.common.BitMatrix;
import com.google.zxing.common.GlobalHistogramBinarizer;
import com.google.zxing.common.HybridBinarizer;
import io.polaris.core.codec.Base64;
import io.polaris.core.io.Filenames;
import io.polaris.core.io.IO;
import io.polaris.core.io.ansi.AnsiColors;
import io.polaris.core.io.ansi.AnsiElement;
import io.polaris.core.io.ansi.AnsiEncoder;
import io.polaris.core.io.ansi.ForeOrBack;
import io.polaris.core.io.image.ImageEditor;
import io.polaris.core.io.image.Images;
import io.polaris.core.string.Strings;
import java.awt.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* 基于Zxing的二维码工具类，支持：
*
* - 二维码生成和识别，见{@link BarcodeFormat#QR_CODE}
* - 条形码生成和识别，见{@link BarcodeFormat#CODE_39}等很多标准格式
*
*
* @author Qt
* @since 1.8
*/
public class QrCodes {
public static final String QR_TYPE_SVG = "svg";// SVG矢量图格式
public static final String QR_TYPE_TXT = "txt";// Ascii Art字符画文本
private static final AnsiColors ansiColors = new AnsiColors(AnsiColors.BitDepth.EIGHT);
/**
* 生成代 logo 图片的 Base64 编码格式的二维码，以 String 形式表示
*
* @param content 内容
* @param qrConfig 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @param targetType 类型（图片扩展名），见{@link #QR_TYPE_SVG}、 {@link #QR_TYPE_TXT}、{@link Images}
* @param logoBase64 logo 图片的 base64 编码
* @return 图片 Base64 编码字符串
*/
public static String generateAsBase64(String content, QrConfig qrConfig, String targetType, String logoBase64) throws IOException {
return generateAsBase64(content, qrConfig, targetType, Base64.decode(logoBase64));
}
/**
* 生成代 logo 图片的 Base64 编码格式的二维码，以 String 形式表示
*
* @param content 内容
* @param qrConfig 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @param targetType 类型（图片扩展名），见{@link #QR_TYPE_SVG}、 {@link #QR_TYPE_TXT}、{@link Images}
* @param logo logo 图片的byte[]
* @return 图片 Base64 编码字符串
*/
public static String generateAsBase64(String content, QrConfig qrConfig, String targetType, byte[] logo) throws IOException {
return generateAsBase64(content, qrConfig, targetType, Images.toImage(logo));
}
/**
* 生成代 logo 图片的 Base64 编码格式的二维码，以 String 形式表示
*
* @param content 内容
* @param qrConfig 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @param targetType 类型（图片扩展名），见{@link #QR_TYPE_SVG}、 {@link #QR_TYPE_TXT}、{@link Images}
* @param logo logo 图片的byte[]
* @return 图片 Base64 编码字符串
*/
public static String generateAsBase64(String content, QrConfig qrConfig, String targetType, Image logo) throws IOException {
qrConfig.setImg(logo);
return generateAsBase64(content, qrConfig, targetType);
}
/**
* 生成 Base64 编码格式的二维码，以 String 形式表示
*
*
* 输出格式为: data:image/[type];base64,[data]
*
*
* @param content 内容
* @param qrConfig 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @param targetType 类型（图片扩展名），见{@link #QR_TYPE_SVG}、 {@link #QR_TYPE_TXT}、{@link Images}
* @return 图片 Base64 编码字符串
*/
public static String generateAsBase64(String content, QrConfig qrConfig, String targetType) throws IOException {
String result;
switch (targetType) {
case QR_TYPE_SVG:
String svg = generateAsSvg(content, qrConfig);
result = svgToBase64(svg);
break;
case QR_TYPE_TXT:
String txt = generateAsAsciiArt(content, qrConfig);
result = txtToBase64(txt);
break;
default:
final BufferedImage img = generate(content, qrConfig);
result = Images.toBase64DataUri(img, targetType);
break;
}
return result;
}
private static String txtToBase64(String txt) {
return Images.toBase64DataUri("text/plain", Base64.encodeToString(txt.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));
}
private static String svgToBase64(String svg) {
return Images.toBase64DataUri("image/svg+xml", Base64.encodeToString(svg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)));
}
/**
* @param content 内容
* @param qrConfig 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @return SVG矢量图（字符串）
* @since 5.8.6
*/
public static String generateAsSvg(String content, QrConfig qrConfig) throws IOException {
final BitMatrix bitMatrix = encode(content, qrConfig);
return toSVG(bitMatrix, qrConfig);
}
/**
* 生成ASCII Art字符画形式的二维码
*
* @param content 内容
* @return ASCII Art字符画形式的二维码字符串
* @since 5.8.6
*/
public static String generateAsAsciiArt(String content) throws IOException {
return generateAsAsciiArt(content, 0, 0, 1);
}
/**
* 生成ASCII Art字符画形式的二维码
*
* @param content 内容
* @param qrConfig 二维码配置，仅宽度、高度、边距配置有效
* @return ASCII Art字符画形式的二维码
* @since 5.8.6
*/
public static String generateAsAsciiArt(String content, QrConfig qrConfig) throws IOException {
final BitMatrix bitMatrix = encode(content, qrConfig);
return toAsciiArt(bitMatrix, qrConfig);
}
/**
* @param content 内容
* @param width 宽度（单位：字符▄的大小）
* @param height 高度（单位：字符▄的大小）
* @param margin 边距大小（1~4）
* @return ASCII Art字符画形式的二维码
* @since 5.8.6
*/
public static String generateAsAsciiArt(String content, int width, int height, int margin) throws IOException {
QrConfig qrConfig = new QrConfig(width, height).setMargin(margin);
return generateAsAsciiArt(content, qrConfig);
}
/**
* 生成PNG格式的二维码图片，以byte[]形式表示
*
* @param content 内容
* @param width 宽度（单位：像素）
* @param height 高度（单位：像素）
* @return 图片的byte[]
* @since 4.0.10
*/
public static byte[] generatePng(String content, int width, int height) throws IOException {
final ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
generate(content, width, height, Images.IMAGE_TYPE_PNG, out);
return out.toByteArray();
}
/**
* 生成PNG格式的二维码图片，以byte[]形式表示
*
* @param content 内容
* @param config 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @return 图片的byte[]
* @since 4.1.2
*/
public static byte[] generatePng(String content, QrConfig config) throws IOException {
final ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
generate(content, config, Images.IMAGE_TYPE_PNG, out);
return out.toByteArray();
}
/**
* 生成二维码到文件，二维码图片格式取决于文件的扩展名
*
* @param content 文本内容
* @param width 宽度（单位：类型为一般图片或SVG时，单位是像素，类型为 Ascii Art 字符画时，单位是字符▄或▀的大小）
* @param height 高度（单位：类型为一般图片或SVG时，单位是像素，类型为 Ascii Art 字符画时，单位是字符▄或▀的大小）
* @param targetFile 目标文件，扩展名决定输出格式
* @return 目标文件
*/
public static File generate(String content, int width, int height, File targetFile) throws IOException {
String extName = Filenames.extName(targetFile);
switch (extName) {
case QR_TYPE_SVG:
String svg = generateAsSvg(content, new QrConfig(width, height));
IO.writeString(targetFile, StandardCharsets.UTF_8, svg);
break;
case QR_TYPE_TXT:
String txt = generateAsAsciiArt(content, new QrConfig(width, height));
IO.writeString(targetFile, StandardCharsets.UTF_8, txt);
break;
default:
final BufferedImage image = generate(content, width, height);
Images.write(image, targetFile);
break;
}
return targetFile;
}
/**
* 生成二维码到文件，二维码图片格式取决于文件的扩展名
*
* @param content 文本内容
* @param config 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @param targetFile 目标文件，扩展名决定输出格式
* @return 目标文件
* @since 4.1.2
*/
public static File generate(String content, QrConfig config, File targetFile) throws IOException {
String extName = Filenames.extName(targetFile);
switch (extName) {
case QR_TYPE_SVG:
final String svg = generateAsSvg(content, config);
IO.writeString(targetFile, StandardCharsets.UTF_8, svg);
break;
case QR_TYPE_TXT:
final String txt = generateAsAsciiArt(content, config);
IO.writeString(targetFile, StandardCharsets.UTF_8, txt);
break;
default:
final BufferedImage image = generate(content, config);
Images.write(image, targetFile);
break;
}
return targetFile;
}
/**
* 生成二维码到输出流
*
* @param content 文本内容
* @param width 宽度（单位：类型为一般图片或SVG时，单位是像素，类型为 Ascii Art 字符画时，单位是字符▄或▀的大小）
* @param height 高度（单位：类型为一般图片或SVG时，单位是像素，类型为 Ascii Art 字符画时，单位是字符▄或▀的大小）
* @param targetType 类型（图片扩展名），见{@link #QR_TYPE_SVG}、 {@link #QR_TYPE_TXT}、{@link Images}
* @param out 目标流
*/
public static void generate(String content, int width, int height, String targetType, OutputStream out) throws IOException {
switch (targetType) {
case QR_TYPE_SVG:
final String svg = generateAsSvg(content, new QrConfig(width, height));
IO.writeString(out, StandardCharsets.UTF_8, svg);
break;
case QR_TYPE_TXT:
final String txt = generateAsAsciiArt(content, new QrConfig(width, height));
IO.writeString(out, StandardCharsets.UTF_8, txt);
break;
default:
final BufferedImage image = generate(content, width, height);
Images.write(image, targetType, out);
break;
}
}
/**
* 生成二维码到输出流
*
* @param content 文本内容
* @param config 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @param targetType 类型（图片扩展名），见{@link #QR_TYPE_SVG}、 {@link #QR_TYPE_TXT}、{@link Images}
* @param out 目标流
* @since 4.1.2
*/
public static void generate(String content, QrConfig config, String targetType, OutputStream out) throws IOException {
switch (targetType) {
case QR_TYPE_SVG:
final String svg = generateAsSvg(content, config);
IO.writeString(out, StandardCharsets.UTF_8, svg);
break;
case QR_TYPE_TXT:
final String txt = generateAsAsciiArt(content, config);
IO.writeString(out, StandardCharsets.UTF_8, txt);
break;
default:
final BufferedImage image = generate(content, config);
Images.write(image, targetType, out);
break;
}
}
/**
* 生成二维码图片
*
* @param content 文本内容
* @param width 宽度（单位：类型为一般图片或SVG时，单位是像素，类型为 Ascii Art 字符画时，单位是字符▄或▀的大小）
* @param height 高度（单位：类型为一般图片或SVG时，单位是像素，类型为 Ascii Art 字符画时，单位是字符▄或▀的大小）
* @return 二维码图片（黑白）
*/
public static BufferedImage generate(String content, int width, int height) throws IOException {
return generate(content, new QrConfig(width, height));
}
/**
* 生成二维码或条形码图片
*
* @param content 文本内容
* @param format 格式，可选二维码或者条形码
* @param width 宽度（单位：像素）
* @param height 高度（单位：像素）
* @return 二维码图片（黑白）
*/
public static BufferedImage generate(String content, BarcodeFormat format, int width, int height) throws IOException {
return generate(content, format, new QrConfig(width, height));
}
/**
* 生成二维码图片
*
* @param content 文本内容
* @param config 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @return 二维码图片（黑白）
* @since 4.1.2
*/
public static BufferedImage generate(String content, QrConfig config) throws IOException {
return generate(content, BarcodeFormat.QR_CODE, config);
}
/**
* 生成二维码或条形码图片
* 只有二维码时QrConfig中的图片才有效
*
* @param content 文本内容
* @param format 格式，可选二维码、条形码等
* @param config 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @return 二维码图片（黑白）
* @since 4.1.14
*/
public static BufferedImage generate(String content, BarcodeFormat format, QrConfig config) throws IOException {
final BitMatrix bitMatrix = encode(content, format, config);
final BufferedImage image = toImage(bitMatrix, config.foreColor != null ? config.foreColor : Color.BLACK.getRGB(), config.backColor);
final Image logoImg = config.img;
if (null != logoImg && BarcodeFormat.QR_CODE == format) {
// 只有二维码可以贴图
final int qrWidth = image.getWidth();
final int qrHeight = image.getHeight();
int width;
int height;
// 按照最短的边做比例缩放
if (qrWidth < qrHeight) {
width = qrWidth / config.ratio;
height = logoImg.getHeight(null) * width / logoImg.getWidth(null);
} else {
height = qrHeight / config.ratio;
width = logoImg.getWidth(null) * height / logoImg.getHeight(null);
}
ImageEditor.from(image).pressImage(//
ImageEditor.from(logoImg).round(0.3).getImg(), // 圆角
new Rectangle(width, height), //
1//
);
}
return image;
}
// ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- encode
/**
* 将文本内容编码为二维码
*
* @param content 文本内容
* @param width 宽度（单位：类型为一般图片或SVG时，单位是像素，类型为 Ascii Art 字符画时，单位是字符▄或▀的大小）
* @param height 高度（单位：类型为一般图片或SVG时，单位是像素，类型为 Ascii Art 字符画时，单位是字符▄或▀的大小）
* @return {@link BitMatrix}
*/
public static BitMatrix encode(String content, int width, int height) throws IOException {
return encode(content, BarcodeFormat.QR_CODE, width, height);
}
/**
* 将文本内容编码为二维码
*
* @param content 文本内容
* @param config 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @return {@link BitMatrix}
* @since 4.1.2
*/
public static BitMatrix encode(String content, QrConfig config) throws IOException {
return encode(content, BarcodeFormat.QR_CODE, config);
}
/**
* 将文本内容编码为条形码或二维码
*
* @param content 文本内容
* @param format 格式枚举
* @param width 宽度（单位：类型为一般图片或SVG时，单位是像素，类型为 Ascii Art 字符画时，单位是字符▄或▀的大小）
* @param height 高度（单位：类型为一般图片或SVG时，单位是像素，类型为 Ascii Art 字符画时，单位是字符▄或▀的大小）
* @return {@link BitMatrix}
*/
public static BitMatrix encode(String content, BarcodeFormat format, int width, int height) throws IOException {
return encode(content, format, new QrConfig(width, height));
}
/**
* 将文本内容编码为条形码或二维码
*
* @param content 文本内容
* @param format 格式枚举
* @param config 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @return {@link BitMatrix}
* @since 4.1.2
*/
public static BitMatrix encode(String content, BarcodeFormat format, QrConfig config) throws IOException {
final MultiFormatWriter multiFormatWriter = new MultiFormatWriter();
if (null == config) {
// 默认配置
config = new QrConfig();
}
BitMatrix bitMatrix;
try {
bitMatrix = multiFormatWriter.encode(content, format, config.width, config.height, config.toHints(format));
} catch (WriterException e) {
throw new IOException(e);
}
return bitMatrix;
}
// ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- decode
/**
* 解码二维码或条形码图片为文本
*
* @param qrCodeInputStream 二维码输入流
* @return 解码文本
*/
public static String decode(InputStream qrCodeInputStream) throws IOException {
return decode(Images.read(qrCodeInputStream));
}
/**
* 解码二维码或条形码图片为文本
*
* @param qrCodeFile 二维码文件
* @return 解码文本
*/
public static String decode(File qrCodeFile) throws IOException {
return decode(Images.read(qrCodeFile));
}
/**
* 将二维码或条形码图片解码为文本
*
* @param image {@link Image} 二维码图片
* @return 解码后的文本
*/
public static String decode(Image image) {
return decode(image, true, false);
}
/**
* 将二维码或条形码图片解码为文本
* 此方法会尝试使用{@link HybridBinarizer}和{@link GlobalHistogramBinarizer}两种模式解析
* 需要注意部分二维码如果不带logo，使用PureBarcode模式会解析失败，此时须设置此选项为false。
*
* @param image {@link Image} 二维码图片
* @param isTryHarder 是否优化精度
* @param isPureBarcode 是否使用复杂模式，扫描带logo的二维码设为true
* @return 解码后的文本
* @since 4.3.1
*/
public static String decode(Image image, boolean isTryHarder, boolean isPureBarcode) {
return decode(image, buildHints(isTryHarder, isPureBarcode));
}
/**
* 将二维码或条形码图片解码为文本
* 此方法会尝试使用{@link HybridBinarizer}和{@link GlobalHistogramBinarizer}两种模式解析
* 需要注意部分二维码如果不带logo，使用PureBarcode模式会解析失败，此时须设置此选项为false。
*
* @param image {@link Image} 二维码图片
* @param hints 自定义扫码配置，包括算法、编码、复杂模式等
* @return 解码后的文本
* @since 5.7.12
*/
public static String decode(Image image, Map hints) {
final MultiFormatReader formatReader = new MultiFormatReader();
formatReader.setHints(hints);
final LuminanceSource source = new BufferedImageLuminanceSource(Images.toBufferedImage(image));
Result result = _decode(formatReader, new HybridBinarizer(source));
if (null == result) {
result = _decode(formatReader, new GlobalHistogramBinarizer(source));
}
return null != result ? result.getText() : null;
}
/**
* BitMatrix转BufferedImage
*
* @param matrix BitMatrix
* @param foreColor 前景色
* @param backColor 背景色(null表示透明背景)
* @return BufferedImage
* @since 4.1.2
*/
public static BufferedImage toImage(BitMatrix matrix, int foreColor, Integer backColor) {
final int width = matrix.getWidth();
final int height = matrix.getHeight();
BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, null == backColor ? BufferedImage.TYPE_INT_ARGB : BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
for (int x = 0; x < width; x++) {
for (int y = 0; y < height; y++) {
if (matrix.get(x, y)) {
image.setRGB(x, y, foreColor);
} else if (null != backColor) {
image.setRGB(x, y, backColor);
}
}
}
return image;
}
/**
* BitMatrix转SVG(字符串)
*
* @param matrix BitMatrix
* @param qrConfig 二维码配置，包括宽度、高度、边距、颜色等
* @return SVG矢量图（字符串）
* @since 5.8.6
*/
public static String toSVG(BitMatrix matrix, QrConfig qrConfig) throws IOException {
return toSVG(matrix, qrConfig.foreColor, qrConfig.backColor, qrConfig.img, qrConfig.getRatio());
}
/**
* BitMatrix转SVG(字符串)
*
* @param matrix BitMatrix
* @param foreColor 前景色
* @param backColor 背景色(null表示透明背景)
* @param logoImg LOGO图片
* @param ratio 二维码中的Logo缩放的比例系数，如5表示长宽最小值的1/5
* @return SVG矢量图（字符串）
* @since 5.8.6
*/
public static String toSVG(BitMatrix matrix, Integer foreColor, Integer backColor, Image logoImg, int ratio) throws IOException {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
int qrWidth = matrix.getWidth();
int qrHeight = matrix.getHeight();
int moduleHeight = (qrHeight == 1) ? qrWidth / 2 : 1;
for (int y = 0; y < qrHeight; y++) {
for (int x = 0; x < qrWidth; x++) {
if (matrix.get(x, y)) {
sb.append(" M").append(x).append(",").append(y).append("h1v").append(moduleHeight).append("h-1z");
}
}
}
qrHeight *= moduleHeight;
String logoBase64 = "";
int logoWidth = 0;
int logoHeight = 0;
int logoX = 0;
int logoY = 0;
if (logoImg != null) {
logoBase64 = Images.toBase64DataUri(logoImg, "png");
// 按照最短的边做比例缩放
if (qrWidth < qrHeight) {
logoWidth = qrWidth / ratio;
logoHeight = logoImg.getHeight(null) * logoWidth / logoImg.getWidth(null);
} else {
logoHeight = qrHeight / ratio;
logoWidth = logoImg.getWidth(null) * logoHeight / logoImg.getHeight(null);
}
logoX = (qrWidth - logoWidth) / 2;
logoY = (qrHeight - logoHeight) / 2;
}
StringBuilder result = new StringBuilder();
result.append("");
return result.toString();
}
/**
* BitMatrix转ASCII Art字符画形式的二维码
*
* @param bitMatrix BitMatrix
* @param qrConfig QR设置
* @return ASCII Art字符画形式的二维码
* @since 5.8.6
*/
public static String toAsciiArt(BitMatrix bitMatrix, QrConfig qrConfig) {
final int width = bitMatrix.getWidth();
final int height = bitMatrix.getHeight();
final AnsiElement foreground = qrConfig.foreColor == null ? null : rgbToAnsi8BitElement(qrConfig.foreColor, ForeOrBack.FORE);
final AnsiElement background = qrConfig.backColor == null ? null : rgbToAnsi8BitElement(qrConfig.backColor, ForeOrBack.BACK);
StringBuilder builder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i <= height; i += 2) {
StringBuilder rowBuilder = new StringBuilder();
for (int j = 0; j < width; j++) {
boolean tp = bitMatrix.get(i, j);
boolean bt = i + 1 >= height || bitMatrix.get(i + 1, j);
if (tp && bt) {
rowBuilder.append(' ');//'\u0020'
} else if (tp) {
rowBuilder.append('▄');//'\u2584'
} else if (bt) {
rowBuilder.append('▀');//'\u2580'
} else {
rowBuilder.append('█');//'\u2588'
}
}
builder.append(AnsiEncoder.encode(foreground, background, rowBuilder)).append('\n');
}
return builder.toString();
}
/* */
/**
* rgb转AnsiElement
*
* @param rgb rgb颜色值
* @param foreOrBack 前景or背景
* @return AnsiElement
* @since 5.8.6
*/
private static AnsiElement rgbToAnsi8BitElement(int rgb, ForeOrBack foreOrBack) {
return ansiColors.findClosest(new Color(rgb)).toAnsiElement(foreOrBack);
}
/**
* 创建解码选项
*
* @param isTryHarder 是否优化精度
* @param isPureBarcode 是否使用复杂模式，扫描带logo的二维码设为true
* @return 选项Map
*/
private static Map buildHints(boolean isTryHarder, boolean isPureBarcode) {
final HashMap hints = new HashMap<>();
hints.put(DecodeHintType.CHARACTER_SET, StandardCharsets.UTF_8);
// 优化精度
if (isTryHarder) {
hints.put(DecodeHintType.TRY_HARDER, true);
}
// 复杂模式，开启PURE_BARCODE模式
if (isPureBarcode) {
hints.put(DecodeHintType.PURE_BARCODE, true);
}
return hints;
}
/**
* 解码多种类型的码，包括二维码和条形码
*
* @param formatReader {@link MultiFormatReader}
* @param binarizer {@link Binarizer}
* @return {@link Result}
*/
private static Result _decode(MultiFormatReader formatReader, Binarizer binarizer) {
try {
return formatReader.decodeWithState(new BinaryBitmap(binarizer));
} catch (NotFoundException e) {
return null;
}
}
}