通通WPF随笔（3）——艺术二维码素材生成器-阿里云开发者社区

　　最近公司让我开发一个条形码的生成控件，花了半天时间搞定觉得不过瘾，什么年代了该用二维码了吧。于是wiki了一下二维码的资料。

　　比较常见的就是QR码（Quick Response）即快速识别码，为了验证“快速”，我特地和条形码做了一次比较：经过我测试条形码的code 128编码方式可以表示数字、字母、和符号，而且长度也可以很长。当我用“我查查”进行识别测试时发现，当长度达到20个字符时就很难识别出来了，速度也比较慢，也许是软件的原因吧。但二维码不同，其中包括了汉字等乱七八糟的一大堆东西，同样可以秒识。

　　看了各种外国设计师的艺术二维码设计让我一发不可收拾。先来欣赏一下国外大师的设计吧：

这里选了几张个人比较喜欢，比较有代表性的。

1.总体思路

　　这是一张普通的二维码：　　

　　我们可以把它看作由很多正方形组成的矩阵，每一个正方形就是矩阵中的一个节点。那3个大方框和右下角的小方框是用来定位二维码的方向位置的。

　　先排除颜色贴图不管，那些艺术二维码的区别无非就是节点的形状不同而已，有方的、圆的、还有在方的边缘做了平滑处理的。如果能用这些节点生成最基本的黑白原型，用PS加上颜色和贴图简直就是轻而易举。所以我做了这个一个快速原型工具，如下图：

通过修改左边的参数就可以实现各种效果：

改变节点大小

使用随机节点大小和随机颜色

圆形节点

圆形随机大小、随机颜色

自定义形状节点

　　生成各种素材，经过PS的拼装处理，基本可以实现任何效果了。

（有些比较难识别，是因为比较难找到作为位置定位的那几个方框，所以还得PS处理时，要把那几个方框做得明显些）

　关于方形边缘平滑处理效果，由于用PS比较容易实现，就懒得研究代码了，录制个PS动作更快些。如下：

这个是女朋友生日那天临时设计的。

2.详细设计

　　关于二维码的生成这里我用了一个开源项目QrCode.Net（http://qrcodenet.codeplex.com/）其实这个工程里面已经自带了WPF的控件，可以生成最基本的正方形节点二维码，且有一个属性是Path的材质,这样生成普通的二维码已经方便了,但是不能满足我们多样化的需求。

　　所以，我只用到了他生成一个二维数组来表示二维码的算法，二维数组的元素只有0和1，其中0表示没有黑块，1表示有，这样只要根据自定义路径的大小计算出每个块的位置，用代码布局一下就出来了。

　　我自己写了一个可以用任意形状路径填充节点的类，并增加随机节点大小和随机颜色功能，而且修复了它的一些Bug，这样即满足了多样化的需求，而且整个二维码都是用路径来表示，换句话说就是矢量图，这样就可以生成任意大小的图片，满足各种用途。

　　原本的这个开源项目可以导出.eps矢量格式，可供Adobe Illustrator 使用，而Adobe Illustrator的标准格式.AI，可以被Expression Design 4导入，Expression Design 4又可以转换为XAML文件，也就是说这么多软件都可以用来加工我们的二维码原型，这样就增加了设计的可能性。但是当我看完它转换的实现源码时，我愣住了，完全由作者自己写的代码，只是在做字符串的拼接，形成.eps的格式，而且只考虑到了直线路径...所以我就只能将矢量图输出为位图来保存（这里保存为.png格式，因为png是无损压缩格式，作为中介不错）通过PS加工，好在分辨率基本可以满足大部分需求了。为什么Expression Design 4不能导入XAML格式啊....

　　由于代码比较多，思路我上面已经说明了，只是编码的问题了，这里我就贴出源码，感兴趣的可以自己研究一下

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Media.Imaging;
using System.Windows.Navigation;
using System.Windows.Shapes;
using Gma.QrCodeNet.Encoding;
using Gma.QrCodeNet.Encoding.Windows.Render;
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;

namespace QRCodeFactory
{
    static class PathRender
    {
        /// <summary>
        /// 以矩形来填充矩阵点
        /// </summary>
        /// <param name="QrMatrix">算出来的矩阵</param>
        /// <param name="xScale">isRandom？随机取值的最小值：每个点的宽度</param>
        /// <param name="yScale">isRandom？随机取值的最大值：每个点的高度</param>
        /// <param name="isRandom">是否随机大小</param>
        /// <returns>返回路径填充材质</returns>
        public static StreamGeometry DrawRectGeometry(BitMatrix QrMatrix, double xScale, double yScale, bool isRandom)
        {
            int width = QrMatrix == null ? 21 : QrMatrix.Width;

            StreamGeometry qrCodeStream = new StreamGeometry();
            qrCodeStream.FillRule = FillRule.EvenOdd;

            if (QrMatrix == null)
                return qrCodeStream;
           

            using (StreamGeometryContext qrCodeCtx = qrCodeStream.Open())
            {
                for (int y = 0; y < width; y++)
                {
                    for (int x = 0; x < width; x++)
                    {
                        if (QrMatrix[x, y])
                        {
                            if (isRandom)
                                qrCodeCtx.DrawRectGeometry(x, y, (double)(new Random(x + y + Environment.TickCount).Next((int)(xScale * 100), (int)(yScale * 100))) / 100, (double)(new Random(x + y + Environment.TickCount).Next((int)(xScale * 100), (int)(yScale * 100))) / 100);
                            else
                                qrCodeCtx.DrawRectGeometry(x, y, xScale, yScale);
                        }
                    }
                }
            }

            qrCodeStream.Freeze();

            return qrCodeStream;
        }

        /// <summary>
        /// 以圆点来填充矩阵点
        /// </summary>
        /// <param name="QrMatrix">算出来的矩阵</param>
        /// <param name="xScale">isRandom？随机取值的最小值：每个点的宽度</param>
        /// <param name="yScale">isRandom？随机取值的最大值：每个点的高度</param>
        /// <param name="isRandom">是否随机大小</param>
        /// <returns>返回路径填充材质</returns>
        public static StreamGeometry DrawEllipseGeometry(BitMatrix QrMatrix, double xScale, double yScale, bool isRandom)
        {
            int width = QrMatrix == null ? 21 : QrMatrix.Width;

            StreamGeometry qrCodeStream = new StreamGeometry();
            qrCodeStream.FillRule = FillRule.EvenOdd;

            if (QrMatrix == null)
                return qrCodeStream;

            using (StreamGeometryContext qrCodeCtx = qrCodeStream.Open())
            {
                for (int y = 0; y < width; y++)
                {
                    for (int x = 0; x < width; x++)
                    {
                        if (QrMatrix[x, y])
                        {
                            if (isRandom)
                                qrCodeCtx.DrawEllipseGeometry(x, y, (double)(new Random(x + y + Environment.TickCount).Next((int)(xScale * 100), (int)(yScale * 100))) / 100, (double)(new Random(x + y + Environment.TickCount).Next((int)(xScale * 100), (int)(yScale * 100))) / 100);
                            else
                                qrCodeCtx.DrawEllipseGeometry(x, y, xScale, yScale);
                        }
                    }
                }
            }


            qrCodeStream.Freeze();

            return qrCodeStream;
        }

        /// <summary>
        /// 以自定义图形来填充矩阵点
        /// </summary>
        /// <param name="QrMatrix">算出来的矩阵</param>
        /// <param name="xScale">isRandom？随机取值的最小值：每个点的宽度</param>
        /// <param name="yScale">isRandom？随机取值的最大值：每个点的高度</param>
        /// <param name="isRandomSize">是否随机大小</param>
        /// <returns>返回路径填充材质</returns>
        public static void DrawCustomGeometry(BitMatrix QrMatrix, ref Grid drawGrid, Path pathGeo, double xScale, double yScale, bool isRandomSize,bool isRandomColor)
        {
            int width = QrMatrix == null ? 21 : QrMatrix.Width;
            drawGrid.Width = drawGrid.Height = width * pathGeo.Width;
            for (int y = 0; y < width; y++)
            {
                for (int x = 0; x < width; x++)
                {
                    if (QrMatrix[x, y])
                    {
                        Path newPath = new Path();//创建一个路径，代表一点
                        newPath.StrokeThickness = 0;
                        newPath.Stretch = Stretch.UniformToFill;//填充方式s
                        newPath.HorizontalAlignment = HorizontalAlignment.Left;
                        newPath.VerticalAlignment = VerticalAlignment.Top;
                        newPath.Data = pathGeo.Data;
                        newPath.RenderTransformOrigin = new Point(0.5, 0.5);
                        TranslateTransform newTTF = new TranslateTransform(x * pathGeo.Width, y * pathGeo.Height);
                        newPath.RenderTransform = newTTF;
                        if (isRandomSize)//如果随机大小
                        {
                            newPath.Width = newPath.Height = pathGeo.Width * (double)(new Random(x + y + Environment.TickCount).Next((int)(xScale * 100), (int)(yScale * 100))) / 100;
                        }
                        else
                        {
                            newPath.Width = pathGeo.Width * xScale;
                            newPath.Height = pathGeo.Height * yScale;
                        }
                        if (isRandomColor)//如果随机颜色
                            newPath.Fill = new SolidColorBrush(GetRandomColor());
                        else
                            newPath.Fill = Brushes.Black;
                        

                        drawGrid.Children.Add(newPath);
                    }
                }
            }


        }

        internal static void DrawRectGeometry(this StreamGeometryContext ctx, double X, double Y, double Width, double Height)
        {
            ctx.BeginFigure(new Point(X, Y),true, true);
            ctx.LineTo(new Point(X, Y + Height), true, true);
            ctx.LineTo(new Point(X + Width, Y + Height), true, true);
            ctx.LineTo(new Point(X + Width, Y), true, true);
        }

        internal static void DrawEllipseGeometry(this StreamGeometryContext ctx, double X, double Y, double Width, double Height)
        {
            X = X * 2;
            Y = Y * 2;
            Height = Height * 2;
            Width = Width * 2;

            ctx.BeginFigure(new Point(X, Y + Height / 2), true, true);
            ctx.ArcTo(new Point(X + Width, Y + Height / 2), new Size(Width / 2, Height / 2), 90, false, SweepDirection.Clockwise, true, true);
            ctx.ArcTo(new Point(X, Y + Height / 2), new Size(Width / 2, Height / 2), 90, false, SweepDirection.Clockwise, true, true);

        }

        public static Color GetRandomColor()
        {
            Random randomNum_1 = new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode());
            System.Threading.Thread.Sleep(randomNum_1.Next(1));
            int int_Red = randomNum_1.Next(255);

            Random randomNum_2 = new Random((int)DateTime.Now.Ticks);
            int int_Green = randomNum_2.Next(255);

            Random randomNum_3 = new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode());

            int int_Blue = randomNum_3.Next(255);
            int_Blue = (int_Red + int_Green > 380) ? int_Red + int_Green - 380 : int_Blue;
            int_Blue = (int_Blue > 255) ? 255 : int_Blue;


            return GetDarkerColor(Color.FromArgb(Convert.ToByte(255),Convert.ToByte(int_Red), Convert.ToByte(int_Green), Convert.ToByte(int_Blue)));
        }

        //获取加深颜色
        public static Color GetDarkerColor(Color color)
        {
            const int max = 255;
            int increase = new Random(Guid.NewGuid().GetHashCode()).Next(30, 255); //还可以根据需要调整此处的值


            int r = Math.Abs(Math.Min(color.R - increase, max));
            int g = Math.Abs(Math.Min(color.G - increase, max));
            int b = Math.Abs(Math.Min(color.B - increase, max));


            return Color.FromArgb(Convert.ToByte(255), Convert.ToByte(r), Convert.ToByte(g), Convert.ToByte(b));
        }
    }
}