基于Java的不固定長度字符集在指定寬度和自適應模型下圖片繪制生成實戰

前言

一、需求介紹

1、指定寬度生成

2、指定列自適應生成

二、Java生成實現

1、公共方法

2、指定寬度生成

3、指定列自適應生成

三、總結

前言

????????在當今數字化與信息化飛速發展的時代，圖像的生成與處理技術正日益成為眾多領域關注的焦點。從創意設計到數據可視化，從游戲開發到人工智能輔助創作，高效、精準且具有高度適應性的圖像生成方案有著廣泛而迫切的需求。Java 作為一種強大、穩定且廣泛應用的編程語言，在圖像繪制領域也發揮著不可忽視的作用。

? ? ? ? 在GIS領域，比如圖例的生成就會面對以上的問題。由于在進行字符標注時無法預測文本的長度，因此我們需要能有一種自適應文本長度的生成方法，但是同時，也有可能我們需要指定一種寬度從而對字符文本進行繪制的需要。如下兩圖所示：

自適應寬度生成示意圖

指定寬度生成示意圖?

????????本實戰旨在深入探討基于 Java 的不固定長度字符集在指定寬度和自適應模型下圖片繪制生成的方法與技巧。不固定長度字符集為圖片繪制帶來了獨特的挑戰與機遇。一方面，其靈活多變的字符組合方式能夠創造出豐富多樣、極具個性化的圖像效果，為創意表達提供了廣闊空間；另一方面，如何在保證圖像整體協調性與美觀性的前提下，合理安排不同長度字符在指定寬度內的布局，實現自適應模型下的高效繪制，需要深入研究與實踐。

????????通過本次實戰，我們期望為讀者提供一套完整、實用且具有創新性的基于 Java 的圖片繪制解決方案，幫助讀者提升在圖像生成領域的技術能力，激發他們在數字創作方面的靈感與潛力，從而在各自的應用場景中創造出更具價值與吸引力的圖像作品，為推動圖像技術的發展與應用貢獻一份力量。

一、需求介紹

????????在面向地理空間的圖例生成過程，我們通常會遇到以下兩種情況：第一種是需要指定寬度，比如要求在寬度為200px的圖片中，將指定的文字在圖片中生成。第二種就是需要根據指定列，即一行展示幾列，然后自適應的生成固定寬度的圖片。本節將主要介紹這兩個需求。這里我們需要展示的是一些不一定長的字符串集合，模擬展示以下這些地名數據，如下所示：

String[] demoTexts = {" 項目管理", "軟件開發", "數據分析","人工智能", "云計算", "網絡安全","用戶體驗", "測試驗證", "運維部署", "昆明市","曲靖市","玉溪市","保山市","昭通市","麗江市","普洱市","臨滄市","楚雄彝族自治州","紅河哈尼族彝族自治州","文山壯族苗族自治州","西雙版納傣族自治州","湘西土家族苗族自治州","深圳市","保亭黎族苗族自治縣","阿壩藏族羌族自治州","黔西南布依族苗族自治州","克孜勒蘇柯爾克孜自治州","雙江拉祜族佤族布朗族傣族自治縣","積石山保安族東鄉族撒拉族自治縣","中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司霸州基地管理處居委會","天津市薊州區京津州河科技產業園管理委員會虛擬社區","窯街煤電集團民勤縣瑞霖生態農林有限責任公司生活區","沈陽市于洪區紅旗土地股份合作經營有限公司生活區","大理白族自治州","德宏傣族景頗族自治州","怒江傈僳族自治州","迪慶藏族自治州"
};

1、指定寬度生成

????????指定寬度生成，即我們對目標成果的圖片寬度是有要求的，比如寬度指定為200px。核心需求如下：

????????固定總寬度模式

平均分配列寬：根據總寬度和列數計算每列可用寬度
自動換行：根據列數自動計算行數
文本截斷：超長文本添加省略號

2、指定列自適應生成

????????自適應列寬模式

動態計算列寬：根據每列中最長的條目確定列寬，遍歷所有文本，計算每個條目（矩形+間距+文本）的總寬度，確定最大寬度作為圖像寬度。
計算高度：基于行數和字體高度計算總高度
自動換行：根據列數自動計算行數
保持完整顯示：不截斷文本

二、Java生成實現

????????本小節將根據上面的生成需求來具體講解如何進行詳細的生成。java生成的實現分成三個部分，第一部分是介紹兩個公共方法，第二部分介紹如何按照指定寬度生成，第三部分介紹如何進行自適應生成，通過代碼實例的方法進行講解。

1、公共方法

????????為了方便對對繪制的文字展示得更加美觀，這里我們每進行一次繪制就修改畫筆的顏色。因此需要一個生成指定顏色的方法，在java中生成Color對象，并且轉為十六進制的顏色表示，核心方法如下：

/**
* - 將color轉十六進制字符串
* @param color
* @return
*/
public static String Color2String(Color color) {// 獲取 RGB 顏色值，格式為 0x00RRGGBBint rgb = color.getRGB();// 將 RGB 轉換為十六進制字符串，去掉前兩位的透明度部分（如果是純不透明顏色）String hexColor = "#" + Integer.toHexString(rgb & 0xffffff);return hexColor;
}

????????根據不同字符串生成均勻分布的顏色方法如下：

// 生成可區分顏色（HSV色環均勻分布）
private static Color[] generateDistinctColors(int count) {Color[] colors = new Color[count];float goldenRatio = 0.618033988749895f;  // 黃金分割比例float saturation = 0.8f;  // 飽和度float brightness = 0.9f;  // 亮度for (int i = 0; i < count; i++) {float hue = (i * goldenRatio) % 1.0f;colors[i] = Color.getHSBColor(hue, saturation, brightness);}return colors;
}

?????????以上兩個方法在指定寬度生成和自適應生成中均會使用到，因此在此簡單列出來。

2、指定寬度生成

按指定寬度生成的核心方法如下：

// 固定總寬度模式
public static BufferedImage createFixedColumnsImage(String[] texts, int columns,int totalWidth, Font font,int padding, int columnSpacing,int rowSpacing) {BufferedImage tempImg = new BufferedImage(1, 1, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);Graphics2D tempG = tempImg.createGraphics();tempG.setFont(font);FontMetrics fm = tempG.getFontMetrics();final int RECT_SIZE = 10;final int ENTRY_SPACING = 5;// 生成顏色序列Color[] colors = generateDistinctColors(texts.length);// 計算列寬int availableWidth = totalWidth - padding * 2 - (columns - 1) * columnSpacing;int columnWidth = availableWidth / columns;int textMaxWidth = columnWidth - RECT_SIZE - ENTRY_SPACING;// 處理文本List<String> processedTexts = new ArrayList<>();for (String text : texts) {processedTexts.add(truncateText(text, textMaxWidth, fm));}// 計算總高度int rows = (int) Math.ceil((double)texts.length / columns);int totalHeight = padding * 2 + rows * (fm.getHeight() + rowSpacing) - rowSpacing;// 創建圖像BufferedImage image = new BufferedImage(totalWidth, totalHeight, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);Graphics2D g = image.createGraphics();setupGraphics(g, font);// 繪制背景g.setColor(Color.WHITE);g.fillRect(0, 0, totalWidth, totalHeight);// 繪制條目int yBase = padding + fm.getAscent();int[] columnX = new int[columns];for (int i = 0; i < columns; i++) {columnX[i] = padding + i * (columnWidth + columnSpacing);}for (int i = 0; i < processedTexts.size(); i++) {g.setColor(colors[i]);int col = i % columns;int row = i / columns;int y = yBase + row * (fm.getHeight() + rowSpacing);int rectY = y - fm.getAscent() + (fm.getHeight() - RECT_SIZE)/2;// 繪制矩形g.fillRect(columnX[col], rectY, RECT_SIZE, RECT_SIZE);// 繪制文本g.drawString(processedTexts.get(i), columnX[col] + RECT_SIZE + ENTRY_SPACING, y);}g.dispose();tempG.dispose();return image;
}

????????由于在指定寬度的生成方式中，繪制的圖片寬度是固定的，而文字的字數是不固定的。因此在繪制的過程中，需要對超長的文本進行截取，超長的部分將使用省略號來進行展示。對超長文本字符進行截斷處理的方法如下：

private static String truncateText(String text, int maxWidth, FontMetrics fm) {if (fm.stringWidth(text) <= maxWidth) return text;int ellipsisWidth = fm.stringWidth("...");int availableWidth = maxWidth - ellipsisWidth;int length = text.length();while (length > 0 && fm.stringWidth(text.substring(0, length)) > availableWidth) {length--;}return length > 0 ? text.substring(0, length) + "..." : "";
}

?????????生成指定寬度的圖片調用方法如下：

// 生成固定寬度圖片（400px寬，2列）
BufferedImage fixedImage = createFixedColumnsImage(demoTexts, 2, 400,new Font("宋體", Font.PLAIN, 12),15, 20, 10
);
ImageIO.write(fixedImage, "PNG", new File("D:/fixed_columns_250420.png"));

????????生成的成果圖片如下：

3、指定列自適應生成

????????生成指定列的自適應圖片生成的核心方法如下：

// 自適應列寬模式public static BufferedImage createAdaptiveColumnsImage(String[] texts, int columns,Font font, int padding, int columnSpacing, int rowSpacing) {BufferedImage tempImg = new BufferedImage(1, 1, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);Graphics2D tempG = tempImg.createGraphics();tempG.setFont(font);FontMetrics fm = tempG.getFontMetrics();final int RECT_SIZE = 10;final int ENTRY_SPACING = 5; // 圖標與文字間距// 生成顏色序列Color[] colors = generateDistinctColors(texts.length);int index = 0;for (String text : texts) {texts[index] = Color2String(colors[index]) + " " + text; //processedTexts.add(truncateText(text, textMaxWidth, fm));index ++;}// 計算列寬int[] columnWidths = new int[columns];for (int i = 0; i < texts.length; i++) {int col = i % columns;int width = RECT_SIZE + ENTRY_SPACING + fm.stringWidth(texts[i]);if (width > columnWidths[col]) {columnWidths[col] = width;}}// 計算總尺寸int totalWidth = padding * 2;for (int w : columnWidths) {totalWidth += w + columnSpacing;}totalWidth -= columnSpacing; // 最后一列不加間距int rows = (int) Math.ceil((double)texts.length / columns);int totalHeight = padding * 2 + rows * (fm.getHeight() + rowSpacing) - rowSpacing;// 創建圖像BufferedImage image = new BufferedImage(totalWidth, totalHeight, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);Graphics2D g = image.createGraphics();setupGraphics(g, font);// 繪制背景g.setColor(Color.WHITE);g.fillRect(0, 0, totalWidth, totalHeight);// 繪制條目int x = padding;int yBase = padding + fm.getAscent();int[] columnX = new int[columns];for (int i = 0; i < columns; i++) {columnX[i] = x;x += columnWidths[i] + columnSpacing;}g.setColor(Color.RED);for (int i = 0; i < texts.length; i++) {g.setColor(colors[i]);int col = i % columns;int row = i / columns;int y = yBase + row * (fm.getHeight() + rowSpacing);int rectY = y - fm.getAscent() + (fm.getHeight() - RECT_SIZE)/2;// 繪制矩形g.fillRect(columnX[col], rectY, RECT_SIZE, RECT_SIZE);// 繪制文本g.drawString(texts[i], columnX[col] + RECT_SIZE + ENTRY_SPACING, y);}g.dispose();tempG.dispose();return image;}

????????在自適應生成的過程中，最需要處理的邏輯就是動態的計算寬度等值。最終生成的結果圖片如下：

三、總結

????????以上就是本文的主要內容，本實戰旨在深入探討基于 Java 的不固定長度字符集在指定寬度和自適應模型下圖片繪制生成的方法與技巧。不固定長度字符集為圖片繪制帶來了獨特的挑戰與機遇。一方面，其靈活多變的字符組合方式能夠創造出豐富多樣、極具個性化的圖像效果，為創意表達提供了廣闊空間；另一方面，如何在保證圖像整體協調性與美觀性的前提下，合理安排不同長度字符在指定寬度內的布局，實現自適應模型下的高效繪制，需要深入研究與實踐。

????????通過本次實戰，我們期望為讀者提供一套完整、實用且具有創新性的基于 Java 的圖片繪制解決方案，幫助讀者提升在圖像生成領域的技術能力，激發他們在數字創作方面的靈感與潛力，從而在各自的應用場景中創造出更具價值與吸引力的圖像作品，為推動圖像技術的發展與應用貢獻一份力量。行文倉促，定有不足之處，歡迎各位朋友在評論區批評指正，不勝感激。

????????完整的代碼鏈接如下：Java根據字符串集合生成固定寬度和自適應寬度源碼。