手把手教你如何通过Java给图片添加文字和图片水印

前言

最近工作上有个需求，动态生成一张图片，具体来说就是基于模版图片动态添加文字和图片（文字内容不同，图片数目不同），其中文字大小不全一样，且对位置有所要求。

本文将剖析多个技术方案来实现水印生成，并最终抉择出最优方案。

技术分析

基于模版图片动态添加文字和图片，需要先调研一下有哪些技术方案，可能添加文字和图片的技术不同。

Graphics2D

利用 JDK 自带的 Graphics2D ，该类扩展 Graphics 类，以提供对几何形状、坐标转换、颜色管理和文本布局更为复杂的控制。它是用于在 Java(tm) 平台上呈现二维形状、文本和图像的基础类。

Thumbnailator

使用第三方 Jar 包 Thumbnailator：使用第三方 Jar 包还是比较简单的，在 Thumbnailator 中已有相应的API了，只需阅读官方的文档即可实现。

GraphicsMagick与Im4Java

ImageMagick 是一个免费的创建、编辑、合成图片的开源软件。它可以读取、转换、写入多种格式的图片。图片切割、颜色替换、各种效果的应用，图片的旋转、组合，文本，直线，多边形，椭圆，曲线，附加到图片伸展旋转。

ImageMagick 是个图片处理工具，可以安装在绝大多数的平台上使用，Linux、Mac、Windows 都没有问题。GraphicsMagick 是在ImageMagick 基础上的另一个项目，大大提高了图片处理的性能，在 Linux 平台上，可以使用命令行的形式处理图片。关于 ImageMagick 在不同环境的安装教程，推荐阅读这篇文章。

开源社区针对 ImageMagick 开发了两款 Java API，分别是 JMagick 和 Im4Java，两者的区别如下：

• JMagick 是一个开源API，利用 JNI(Java Native Interface)技术实现了对 ImageMagick API 的 Java 访问接口,因此也将比纯 Java 实现的图片操作函数在速度上要快。JMagick 只实现了 ImageMagicAPI 的一部分功能，它的发行遵循LGPL协议。
• Im4java 是 ImageMagick 的另一个 Java 开源接口。与 JMagick 不同之处在于 Im4java 只是生成与ImageMagick相对应的命令行，然后将生成的命令行传至选中的 ImageCommand（使用java.lang.ProcessBuilder.start()实现）来执行相应的操作。它支持大部分ImageMagick 命令，可以针对不同组的图片多次复用同一个命令行。

Im4java 支持 GraphicsMagick，GraphicsMagick 是 ImageMagick 的分支。相对 ImageMagick ,GraphicsMagick 更稳定，消耗资源更少。最重要的是不依赖 dll 环境，且性能更好，所以我们选择使用 Im4java，想要使用该 API，那么本机上就需要安装 GraphicsMagick。

本人尝试在 Mac 上安装 GraphicsMagick，推荐阅读 Mac 安装 GraphicsMagick ，这里补充一点个人安装时的经验。

Mac 可以使用 brew 命令：

brew install libpng
brew install libjpeg
#通过 brew 安装 GraphicsMagick（libpng 等依赖包会一并下载）
brew install graphicsmagick

查看 GraphicsMagick 的版本以及安装路径：

% gm -version
GraphicsMagick 1.3.38 2022-03-26 Q16 http://www.GraphicsMagick.org/
......
Configured using the command:
  ./configure  '--prefix=/usr/local/Cellar/graphicsmagick/1.3.38_1' '--disable-dependency-tracking' '--disable-openmp' '--disable-static' '--enable-shared' '--with-modules' '--with-quantum-depth=16' '--without-lzma' '--without-x' '--without-gslib' '--with-gs-font-dir=/usr/local/share/ghostscript/fonts' '--without-wmf' 'CC=clang' 'CXX=clang++' 'PKG_CONFIG_PATH=/usr/local/opt/libpng/lib/pkgconfig:/usr/local/opt/freetype/lib/pkgconfig:/usr/local/opt/jpeg-turbo/lib/pkgconfig:/usr/local/opt/jasper/lib/pkgconfig:/usr/local/opt/libtiff/lib/pkgconfig:/usr/local/opt/little-cms2/lib/pkgconfig:/usr/local/opt/webp/lib/pkgconfig' 'PKG_CONFIG_LIBDIR=/usr/lib/pkgconfig:/usr/local/Homebrew/Library/Homebrew/os/mac/pkgconfig/11'
.....

测试效果

% gm identify /Users/xxxx/Downloads/certificate_blank.jpg
/Users/xxx/Downloads/certificate_blank.jpg JPEG 453x640+0+0 DirectClass 8-bit 64.1Ki 0.000u 0m:0.000003s

技术方案

Graphics2D

文字水印

public class Graphics2DUtil {
  private static final String FONT_FAMILY = "楷体";
  private static final String CERTIFICATE_BASE_PATH = "/src/main/resources/static/certificate-blank.png";
  private static final String WATERMARK_IMAGE_PATH = "/src/main/resources/static/icon.png";
  
  public static void graphics2DDrawTest(String srcImgPath, String outPath) {
    try {
      BufferedImage targetImg = ImageIO.read(new File(srcImgPath));
      int imgWidth = targetImg.getWidth();
      int imgHeight = targetImg.getHeight();
      BufferedImage bufferedImage = new BufferedImage(imgWidth, imgHeight,
          BufferedImage.TYPE_INT_BGR);
      Graphics2D g = bufferedImage.createGraphics();

      g.drawImage(targetImg, 0, 0, imgWidth, imgHeight, null);
      g.setColor(Color.BLACK);
      // 第一行文本字体大小为120，居中显示
      Font userNameFont = new Font(FONT_FAMILY, Font.PLAIN, 120);
      g.setFont(userNameFont);

      String userName = "hresh";
      int[] userNameSize = getContentSize(userNameFont, userName);

      int userNameLeftMargin = (imgWidth - userNameSize[0]) / 2;
      int userNameTopMargin = 400 + userNameSize[1];
      g.drawString(userName, userNameLeftMargin, userNameTopMargin);
      g.dispose();

      FileOutputStream outImgStream = new FileOutputStream(outPath);
      ImageIO.write(bufferedImage, "png", outImgStream);
      g.dispose();
    } catch (IOException e) {
      e.getStackTrace();
    }
  }

  /**
   * 获取文本的长度，字体大小不同，长度也不同
   *
   * @param font
   * @param content
   * @return
   */
  public static int[] getContentSize(Font font, String content) {
    int[] contentSize = new int[2];
    FontRenderContext frc = new FontRenderContext(new AffineTransform(), true, true);
    Rectangle rec = font.getStringBounds(content, frc).getBounds();
    contentSize[0] = (int) rec.getWidth();
    contentSize[1] = (int) rec.getHeight();
    return contentSize;
  }


  public static void main(String[] args) throws IOException {
    String projectPath = System.getProperty("user.dir");
    String srcImgPath = projectPath + CERTIFICATE_BASE_PATH;
    String outPath = projectPath + "/src/main/resources/static/out/image_by_graphics2D.png";

    graphics2DDrawTest(srcImgPath, outPath);
  }
}

执行效果如下：

上述代码中的 getContentSize()方法，根据 Font 和文本内容获取文本的宽度和高度，进一步可以知道文本中每个字符的宽高，如果文本需要换行，离不开字符的宽高数据。除了上述获取文本宽高的实现方式，还有一种实现方式，不过不推荐使用。

FontMetrics fm = sun.font.FontDesignMetrics.getMetrics(font);
int width = fm.stringWidth(content);
int height = fm.getHeight();

因为 sun.font.FontDesignMetrics 在未来的版本可能会被删除掉，本人目前还是使用 JDK8。

图片水印

public static void graphics2DDrawTest(String srcImgPath, String waterImgPath, String outPath) {
    FileOutputStream outputStream = null;
    try {
      BufferedImage targetImg = ImageIO.read(new File(srcImgPath));
      int imgWidth = targetImg.getWidth();
      int imgHeight = targetImg.getHeight();
      BufferedImage bufferedImage = new BufferedImage(imgWidth, imgHeight,
          BufferedImage.TYPE_INT_BGR);
      Graphics2D g = bufferedImage.createGraphics();

      g.drawImage(targetImg, 0, 0, imgWidth, imgHeight, null);
      g.setColor(Color.BLACK);

      BufferedImage icon = ImageIO.read(new File(waterImgPath));
      g.drawImage(icon, 350, 600, icon.getWidth(),
          icon.getHeight(), null);

      FileOutputStream outImgStream = new FileOutputStream(outPath);
      ImageIO.write(bufferedImage, "png", outImgStream);
      g.dispose();
    } catch (IOException e) {
      e.getStackTrace();
    } finally {
      try {