用 Java 生成 ASCII 字符画

ASCII码艺术是一种技术，它利用ASCII标 准中的可打印字符来产生视觉艺术效果。在历史上它有其存在的目的，当时的打印机还无法打印图片，并且当时在邮件中嵌入图像还无法实现，所以它也用于邮件 中。本文中，我将为你呈现一个非常简单的ASCII码艺术产生器，它由Java语言编写，并可以配置字体和对比度。因为该产生器是我在周末用几个小时创建 的，所以它还不完美，但却是一个有趣的实验。在下面你可以看到实现代码，并且我将解释它的工作原理。

算法

这个算法很简单。首先，我们将ASCII码艺术品中要用到的每一个字符转化成一张图片，并缓存它。然后，我们遍历原始图像，对于每个字符大小的图片块，找出 能最佳匹配它的字符。为了实现这一步，我们首先对原始图像做一些预处理：我们先将图像转换为灰度图，然后让其通过一个阈值滤波器，此时就得到了一个黑白对比图，我们可以将其与每个字符对比并计算差值。接着，对每个图片块选取最相似的字符，一直进行下去，直到整个图像都转换完成。此外，我们还可以根据需要调 整阈值大小来影响对比度，并增强最终的结果。

为了实现这一点，一个非常简单的方法是将红、绿、蓝的值都设置成三种颜色的平均值：

红=绿=蓝 =(红+绿+蓝)/ 3

如果这个值低于阈值，我们就将它设置成白色，否则我们将其设置成黑色。最后，我们将图像与每个字符以像素为单位进行比较并计算出平均误差。如下面的图片和代码片段所示：

int r1 = (charPixel >> 16) & 0xFF;
int g1 = (charPixel >> 8) & 0xFF;
int b1 = charPixel & 0xFF;

int r2 = (sourcePixel >> 16) & 0xFF;
int g2 = (sourcePixel >> 8) & 0xFF;
int b2 = sourcePixel & 0xFF;

int thresholded = (r2 + g2 + b2) / 3 < THRESHOLD ? 0 : 255;

error = Math.sqrt((r1 - thresholded) * (r1 - thresholded) + 
    (g1 - thresholded) * (g1 - thresholded) + (b1 - thresholded) * (b1 - thresholded));

因为颜色是存储在单个整数中，所以我们首先提取单个颜色成分并执行上面我解释的计算。另一个挑战是准确地测量字符尺寸，并以它们为中心作图。在试验了多种方法之后，我最终发现这个方法已经足够好：

Rectangle rect = new TextLayout(Character.toString((char) i), fm.getFont(), 
    fm.getFontRenderContext()).getOutline(null).getBounds();

g.drawString(character, 0, (int) (rect.getHeight() - rect.getMaxY()));

你可以从GitHub上下载完整的源代码。

下面是一些使用不同字体尺寸和阈值的例子。