第一个项目：字符画神器——全程制作历程
第一个项目：字符画神器——全程制作历程
本文适用于：java入门程序员
**读本文你可以学到：
1、一个初级程序员是如何设计初级程序的。
2、字符画的设计原理。
3、ffmpeg的截取画面与图片合成视频的指令。**
4、简单的jar打包指令
正文：
最近刚学完j2se，非科班出生加上对数学方面的东西比较迟钝，学的很是一般，遗忘比较多，想着做点项目来巩固知识，学程序，实战往往是进步最快的。
设计程序的初衷是在bilibili弹幕网上面看到的字符画视频，感觉很是神奇，于是想着应该也不复杂，想着自己实现一下，而且为了体现一点价值，我打算是把字符画视频制作的过程全部封装，做出一个程序，让大家都可用，不再是一个神秘的领域。本文仅作理论性的阐述，不贴出详细程序（有需求联系我，无偿提供源码）。
程序最终是这样的：
很是简易，不过我也是刚学习程序，所以很满足了，至于为什么java程序是EXE格式，我用了exe4j进行了打包。
开始说过程了，不扯远了。首先要完成我的最终目标，以我的水平来说还是相当难的。不一口吃成个大胖子，我先从一张图片入手。图片转换字符画的流程其实很容易想到。遍历图片的每一个像素点得出相关的RGB值，再利用明暗度公式换算，注意JAVA的getRGB()方法得到的RGB不是我们所理解的那个，具体貌似多出了透明度的概念，我也不甚了解，后期找到资料我会再贴文写出。总之将这个RGB值&0XFFFFFF可以转换成只有红绿蓝组成的RGB值。之后利用亮度公式的转换可以设置几个区间，配上适当的字符，这样就完成了将图片字符画的流程。
以下是单张图片对比图：
这个精度是相当高的，可以说一定意义上和原图差不了太多，而且是真的由字符组成，当时我是蛮有成就感的。至于有些人偏爱的简笔画类型的字符画。其实原理也不复杂，就是将有些区间的字符弄成空即可，空的越多，精度越低，如果有些朋友有这方面的需求，我可以在后期补上调整精度的功能。完成了图片部分，就该是GIF的实现，这个比视频要简单一点。但是，在这里我碰见了最大的一个难关，怎么让字符画动起来？我是怎么也想不到解决方案，网上搜索结果是使用一个叫TXTpalyer的播放器，但这个就和我的初衷远离了，使用了别人的程序的确可以让我实现字符画播放，但我就无法实现做出一个傻瓜式的字符画生成器了，无法让不懂电脑的人也能实现。如果在我的程序里放一个文档，上面写着：你先用我这个程序，然后去下一个播放器。这就太LOW！！我在写这个程序时的水平，处于学习了JAVA30天左右，基础不是太好，实现文本播放很是困难，于是我想了个其他法子，将TXT变成图片，图片的播放，那就太容易了！【这里对于想实现在记事本里播放的朋友，可以先用这个软件的GIF转换或者视频转换，转换完之后在逐帧库里会存放TXT每帧的转换文本，你们可以用这些文本搭配notepad player，实现B站上那些技术宅的文本播放。因为就我所知，目前网上管用方法是先对视频截取每帧，再用别的工具转换TXT，在这里我的程序对这两步做了集成】要转换成图片，对我还是很难，我对几何有天生的恐惧，导致我到编写这个软件才知道有ImageIO，根本不想去接触。起先，图片的转换我我的是就直接转换成图片，这引发了一系列问题的思考，怎么入手，这个生成的图片尺寸怎么自适应原来文本的大小？生成图片会不会太大了？怎么入手这个地方难倒我了，我是怎么也不知道，这里我在知乎上看到了一篇叫《诸葛字符骂死字符王朗....》的文章，讲述了他制作字符画视频的流程，这里我惭愧一下，因为我的最终实现效果依旧没有这篇文章中的效果好。总之，我是马上去向作者取经。
OPENCV，这又是对我一个完全陌生的东西，抱着年轻学东西学的快的念头，我马上去官网看，最后得到的结果是这玩意对JAVA的支持是相当的差，要用它得绕一大圈子。当时我就没辙了，遂放弃。随后凭借着这位作者的“在图片上写字”这句话点醒了我，这个实现不难，因为首先生成一个图片我可以做到，其次在图片上写字，这个也有相关的方法，于是我就去尝试，终于成功了！
效果图：
有点铅笔画的效果是不是？哈哈，我也当初没料想到有这种效果。
总之，实现了图片的生成。下一步摆在我面的坎是截取GIF每一帧，所幸JAVA对GIF的解析支持还是比较足的，我在GitHub上找到了两个类：GifDecoder与AnimatedGifEncoder，对应了解码和编码，很是好用，由于CSDN不能贴动图，我就不放出动态图了，这里将每一帧的截取放出：
我感觉很适用于那些学习动态图绘制的朋友学习。
在查看GIF图像查看效果时，我发现帧率慢到了惊人的程度，起先以为是帧率检测程序检测少了帧率，遂改成了原来的1/2，结果并没有显著的提升，我这是意识到问题并不出在这。看了下单帧图片的属性，平均高度与宽度都上万，一张图十几MB，这样合成的GIF也有几十MB，能快才怪。只能寻求的是对图片的压缩。压缩我是完全不会，最简单的改编码我试了完全没效果，我就放弃了，这一块我是打算找网上现成的，很快找到了一份，试了下每张图片减少了1/3左右，合成结果也算满意。但是在最后我还是换上了我写的程序，因为单纯减少容量满足不了视频合成的需求，20+W的码率，太高了怎么也播放不出来。我只得按需求来设计，就是按比例减少单帧图片的高宽，结果是原来10MB的图片，最后只有100多KB了，于是我直接换掉了原来的那个压缩方法。
打倒妖魔鬼怪一片，最后一个关口到了视频这一块，按理说这个难度提升比前面是几何级的提升，但是我不怕，因为有个工具叫做ffmpeg！！我也是网上查资料找到这个东西的，相当好用。用ffmpeg截取每一帧以及合成，再用一个ffmpeg的封装包JAVE来实现对视频码率等的分析，一点也没难度！（才怪）
由于可能压缩与像素的遍历算法太差，视频转换耗时是极为的长，对于3秒钟的视频，大概用三分钟才行，这个我也暂时无能为力，后期会做出改进。
全部流程大概是这样。
下面，放出一些比较实用的小知识：
1、关于RGB的16进制问题，有些颜色的十六进制是00开头，通常是偏蓝色系，这样的值在转String类型时会自动忽略，应手动添加上。黑色时#000000原理相似。
2、ASCII字符并不是正方形的，而是一个大约高是宽的两倍的矩形，解决方式为用两个字符的字符串代替单个字符，防止变形问题。（关于这一点，我不知道字体不同会不会不一样）3、打包JAR时也许会出现没有权限访问的提示，这时请第一步看你安装jdk和jre没有，第二步看看你的指令对没对，第三步看你的外部包导入没有，一般问题都杵在这三点。出现找不到主类的问题，请新建文本文件，里面写Main-Class:空格XX回车，保存后再试一试。（XX代表主类）4、试用了JAR2exe与EXE4j，区别在于后者实现了真正地让用户一点就使用的效果。晨风君 2017/2/9
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