基于.NetCore开发博客项目 StarBlog – (15) 生成随机尺寸图片

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前言

之前我写了一篇 .NetCore实现图片缩放与裁剪 - 基于ImageSharp，里面有生成尺寸随机图片的算法，同时也是StarBlog博客中原有的实现方式，不过偶尔刷新页面的时候我注意到有些图片加载不出来，调试了一下发现原来是报错了，原本这个算法有bug。于是利用周末时间重新实现了一遍，这下可以说是完美了~

生成随机尺寸图片的功能目前用在文章卡片上，原本使用的是LoremPicsum提供的服务，但它的服务器在国外，上线之后发现加载太慢了，经常加载不出来，于是决定自己实现一版。功能基础是上文提到的文章中的ImageSharp。

思路

先理一下需求

指定一个目录作为图片库位置，把之前搜集的壁纸图片放进去，大概放个几百张就行了吧
遍历获取到库中的图片列表
随机取出一张图片
根据指定的尺寸缩放或裁剪图片

其他的还有诸如指定随机seed、将seed与图片进行静态映射等扩展功能的实现。

关键功能

关键功能在于「根据指定的尺寸缩放或裁剪图片」

难点在于裁剪和缩放图片要保证：

不改变图片原有的比例
尽量保持图片原有的内容元素

第一版我是将横屏和竖屏的图片分开处理，（在输入尺寸不超过原图尺寸的情况下）先把比例接近的边调整成一样的大小，再裁剪中间部分，不过问题也很明显，如果调整大小之后另一条边的长度小于输入长度，那就会拉伸图片，导致比例改变。

在参考几个类似的MATLAB和Python项目之后，我换了别的思路：

在输入尺寸不超过原图尺寸的情况下，先按输入的尺寸比例裁剪、再调整尺寸
如果超出原图尺寸，则先按比例调整原图的大小，再重复第一步

举个例子

比如原图是 1080 x 2340 的尺寸，输入的图片是 400 x 200 尺寸

那第一步判断尺寸不超过原图，不需要缩放

然后是「按输入的尺寸比例裁剪」，把 400 x 200 化简成 2 : 1 的比例

在原图中截取 2 : 1 的大小，即 1080 x 540

然后再把截取的图片调整到 400 x 200，搞定！

看下效果

原图	输出(400x200)	输出(200x300)

虽然比一开始的方案更费一丢丢内存，但却实实在在提升了出图成功率，nice~

代码实现

直接上代码好了，根据上面提到的思路，分两步走，代码也比一开始的方案更整洁

async Task<(Image, IImageFormat)> GenerateSizedImageAsync(string imagePath, int width, int height) {
        await using var fileStream = new FileStream(imagePath, FileMode.Open);
        var (image, format) = await Image.LoadWithFormatAsync(fileStream);

        // 输出尺寸超出原图片尺寸，放大
        if (width > image.Width && height > image.Height) {
            image.Mutate(a => a.Resize(width, height));
        }
        else if (width > image.Width || height > image.Height) {
            // 改变比例大的边
            if (width / image.Width < height / image.Height)
                image.Mutate(a => a.Resize(0, height));
            else
                image.Mutate(a => a.Resize(width, 0));
        }

        // 将输入的尺寸作为裁剪比例
        var (scaleWidth, scaleHeight) = GetPhotoScale(width, height);
        var cropWidth = image.Width;
        var cropHeight = (int) (image.Width / scaleWidth * scaleHeight);
        if (cropHeight > image.Height) {
            cropHeight = image.Height;
            cropWidth = (int) (image.Height / scaleHeight * scaleWidth);
        }

        var cropRect = new Rectangle((image.Width - cropWidth) / 2, (image.Height - cropHeight) / 2, cropWidth, cropHeight);
        image.Mutate(a => a.Crop(cropRect));
        image.Mutate(a => a.Resize(width, height));

        return (image, format);
    }

里面还用到了计算图片比例，很简单，先算出图片宽度和高度的最大公约数，然后宽高分别除以这个最大公约数，就是比例了（也就是化简分数）

计算最大公约数代码

private static int GetGreatestCommonDivisor(int m, int n) {
    if (m < n) (n, m) = (m, n);

    while (n != 0) {
        var r = m % n;
        m = n;
        n = r;
    }
    return m;
}

计算图片比例代码

private static (double, double) GetPhotoScale(int width, int height) {
    if (width == height) return (1, 1);
    var gcd = GetGreatestCommonDivisor(width, height);
    return ((double)width / gcd, (double)height / gcd);
}

参考资料

Python PIL图片按比例裁剪：https://blog.csdn.net/lly1122334/article/details/122365539
python 等比例裁剪图片：https://blog.csdn.net/chenping1993/article/details/110088858
C#基础练习之求两个数的最大公约数与最小公倍数：https://blog.csdn.net/maybe_ice/article/details/104328202
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