用Java实现简单的“马赛克拼图”

先来一张效果图

这些头像都来自微信好友的，放大看这不过是一张众多头像拼成的大图，缩小或远看能够发现这些头像其实拼出了一个有趣的图案。这个实现思路并不复杂（这个思路暂时只针对黑白的图片，如果要支持彩图会更复杂一点，可以了解下 foto-mosaik-edda）

首先需要一张“参考图片”和大量小图片（最好都是方形的，头像是个很好的选择）
计算每一张方形小图片的平均灰度值，计算公式为 gray = (77*red + 150*green + 29*blue + 128) >> 8，这个公式是根据人对于不同色彩敏感程度而得出的
每张图片计算出的平均灰度值都在0~255，再按照灰度值区间分成4组，每个区间的跨度是256/4=64，当然也可以多一点，这是为了更容易匹配对应的像素点。
将参考图片压缩成较小的尺寸，上面这张图是压成50x50，计算每个像素点的灰度值，同样划分为4个区间，最后在区间对应分组里随机选择一张图片摆在对应的像素点上。
这个随机选择的算法也是有一定讲究的，我们希望的效果是尽量避免相同的图片相邻摆放

代码实现

GraphicsMosaicHandler.java（用于处理主要逻辑）

package com.yotwei.core;import javax.imageio.ImageIO;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.*;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;/*** Created by YotWei on 2018/3/26.*/
public class GraphicsMosaicHandler {public int handle(String srcPath, String dstPath) throws Exception {//read origin imageUtil.message("正在读入图片...");BufferedImage inputImg = ImageIO.read(new File(srcPath));BufferedImage outputImg = new BufferedImage(inputImg.getWidth() * GMConfig.MOSAIC_WIDTH,inputImg.getHeight() * GMConfig.MOSAIC_HEIGHT,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);//read mosaic imagesUtil.message("正在读入马赛克...");Map<String, List<String>> filenames = new HashMap<>();Map<String, FileNameList> fnameMap = new HashMap<>();File pDir = new File(GMConfig.MOSAIC_PROC_PATH);for (String name : pDir.list()) {String key = name.substring(0, name.indexOf("_"));if (!filenames.containsKey(key)) {filenames.put(key, new ArrayList<>());}filenames.get(key).add(name);}for (Map.Entry<String, List<String>> entry : filenames.entrySet()) {fnameMap.put(entry.getKey(), new FileNameList(entry.getValue()));}int rgb, gray;String k;Util.message("正在绘制...");for (int y = 0; y < inputImg.getHeight(); y++) {for (int x = 0; x < inputImg.getWidth(); x++) {rgb = inputImg.getRGB(x, y);gray = ((77 * ((rgb & 0xff0000) >> 16))+ (150 * ((rgb & 0x00ff00) >> 8))+ (29 * (rgb & 0x0000ff))) >> 8;k = "L" + (gray / GMConfig.GRAY_LEVEL_INTERVAL);BufferedImage mosaicImg = ImageIO.read(new File(GMConfig.MOSAIC_PROC_PATH, fnameMap.get(k).next()));outputImg.getGraphics().drawImage(mosaicImg,x * GMConfig.MOSAIC_WIDTH,y * GMConfig.MOSAIC_HEIGHT,GMConfig.MOSAIC_WIDTH,GMConfig.MOSAIC_HEIGHT, null);}}Util.message("绘制完成，正在写入文件...");ImageIO.write(outputImg, "jpg", new File(dstPath, "out_" + System.currentTimeMillis() + ".jpg"));Util.message("写入成功！");return 0;}public void processOriginResources() throws IOException {String procPath = GMConfig.MOSAIC_PROC_PATH;File dir = new File(procPath);if (!dir.isDirectory() || dir.list().length == 0) {if (!dir.exists() && !dir.mkdirs()) {throw new IOException("无法创建文件夹: " + procPath);}String originPath = GMConfig.MOSAIC_ORIGIN_PATH;File originDir = new File(originPath);if (!originDir.isDirectory()) {throw new IOException(String.format("文件夹\"%s\"不存在", originPath));}//开始读取图片源地ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);for (File file : originDir.listFiles()) {BufferedImage readImg = ImageIO.read(file);if (readImg == null) {continue;}executor.execute(new CompressTaskRunnable(readImg));}executor.shutdown();}}static class FileNameList {public FileNameList(List<String> list) {if (list != null) {this.list = list;Collections.shuffle(list);}}public String next() {if (list == null) {return null;}if (counter == list.size()) {counter = 0;Collections.shuffle(list);}return list.get(counter++);}private List<String> list;private int counter = 0;}static class CompressTaskRunnable implements Runnable {private BufferedImage src;CompressTaskRunnable(BufferedImage src) {this.src = src;}@Overridepublic void run() {BufferedImage compress = Util.compressImage(src, GMConfig.MOSAIC_WIDTH, GMConfig.MOSAIC_HEIGHT);int gray = Util.getAvgGray(compress);try {String fileName = "L" + (gray / GMConfig.GRAY_LEVEL_INTERVAL) + "_" +System.currentTimeMillis() + ".jpg";ImageIO.write(compress, "jpg", new File(GMConfig.MOSAIC_PROC_PATH, fileName));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}
}

Util.java

package com.yotwei.core;import java.awt.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.util.Collections;/*** 工具类*/
public class Util {public static BufferedImage compressImage(BufferedImage src, int dstWidth, int dstHeight) {BufferedImage compress = new BufferedImage(dstWidth, dstHeight, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);compress.getGraphics().drawImage(src.getScaledInstance(dstWidth, dstHeight, Image.SCALE_SMOOTH),0, 0, dstWidth, dstHeight, null);return compress;}/*** 平均灰度值*/public static int getAvgGray(BufferedImage img) {int x, y, temp, graySum = 0;for (y = 0; y < img.getHeight(); y++) {for (x = 0; x < img.getWidth(); x++) {temp = img.getRGB(x, y);graySum += (((77 * ((temp & 0xff0000) >> 16))+ (150 * ((temp & 0x00ff00) >> 8))+ (29 * (temp & 0x0000ff))) >> 8);}}return graySum / (img.getWidth() * img.getHeight());}public static void message(String message) {System.out.println(message);}
}

CMConfig.java（常量都在这里）

package com.yotwei.core;/*** Created by YotWei on 2018/3/26.*/
public class GMConfig {public static final String MOSAIC_ORIGIN_PATH = "weixinAvatars/";    //头像原文件夹public static final String MOSAIC_PROC_PATH = "process-resources/";    //对文件进一步处理后把图片放在这里public static final int MOSAIC_WIDTH = 32;    //马赛克图片的宽度public static final int MOSAIC_HEIGHT = 32;    //马赛克图片的高度public static final int GRAY_LEVEL_INTERVAL = 256 / 4;
}

调用

package com.yotwei.client;import com.yotwei.core.GraphicsMosaicHandler;/*** Created by YotWei on 2018/3/26.*/
public class GMClient {public static void main(String[] args) throws Exception {GraphicsMosaicHandler handler = new GraphicsMosaicHandler();System.out.println("GM process with return code: " + handler.handle("imgs/trust.png","imgs/"));}
}

最后再放几张效果图

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