编程开发|使用python和女朋友照片生成二维码图片

Posted 2021-04-24 青云奋羽

0x00  项目需求

通过调用MyQR接口来实现生成个人所需的二维码，并可以设置二维码的大小、是否在现有图片的基础上生成、是否生成动态二维码。

这里就以新垣结衣图片为例说一下怎么生成，代码和实战参考自实验楼文章，权当是记录学习过程。

0x01 基础知识

二维码（2-dimensional bar code），是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。它能将数字、英文字母、汉字、日文字母、特殊符号（如空格，%，/ 等）、二进制等信息记录到一个正方形的图片中。

因此，在转换的过程中，离不开编码压缩方式。在许多种类的二维条码中，常用的码制有：Data Matrix，Maxi Code，Aztec，QR Code，Vericode，PDF417，Ultracode，Code 49，Code 16K等。

二维码在现实生活中的应用越来与普遍，归功于 QR code 码制的流行。我们常说的二维码就是它，所以，二维码又被称为 QR code。

QR code 是一种矩阵式二维条码（又称棋盘式二维条码）。它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其他形状）的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。

根据标准（ISO/IEC 18004），我们可以了解到 QR 码结构如下：

0x02 环境搭建

• python-3.5.2

• MyQR-2.3.1

2.1 创建环境

打开终端后，我们进入 Code 目录。

$ cd Code

2.2 下载MyQR库

$ sudo pip3 install MyQR

2.3 下载所需资源文件

Code/ $ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1126/Sources.zip  #这里提供制作二维码所需要的图片资源
Code/ $ unzip Sources.zip

2.4 FreeImage

如果缺少FreeImage，要手动安装

root/ $ mkdir .imageio && cd .imageio
.imageio/ $ mkdir freeimage && cd freeimage
freeimage/ $ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/1126/libfreeimage-3.16.0-linux64.so

0x03 实战开发

制作普通二维码、带有图片的艺术二维码和动态二维码。

1.普通二维码

确保当前目录为Code,在命令行中输入 python3 ，进入 python3 环境：

Code/ $ python3

在 python3 环境中输入以下代码：

>>>from MyQR import myqr
>>>myqr.run('https://github.com/streetleague/0xbird.github.io')

这样就生成了自己的二维码

先退出python3环境，再使用浏览器预览

Code/ $ firefox qrcode.png

效果图：

用手机扫一扫看看是否有效，若成功，将跳转到小黄片主页:)

详细的讲解一下 myqr.run() 函数里面的参数

参数	含义	详细
words	二维码指向链接	str，输入链接或者句子作为参数
version	边长	int，控制边长，范围是1到40，数字越大边长越大,默认边长是取决于你输入的信息的长度和使用的纠错等级
level	纠错等级	str，控制纠错水平，范围是L、M、Q、H，从左到右依次升高，默认纠错等级为'H'
picture	结合图片	str，将QR二维码图像与一张同目录下的图片相结合，产生一张黑白图片
colorized	颜色	bool，使产生的图片由黑白变为彩色的
contrast	对比度	float，调节图片的对比度，1.0 表示原始图片，更小的值表示更低对比度，更大反之。默认为1.0
brightness	亮度	float，调节图片的亮度，其余用法和取值与 contrast 相同
save_name	输出文件名	str，默认输出文件名是"qrcode.png"
save_dir	存储位置	str，默认存储位置是当前目录

2.带图片的艺术二维码

光是二维码，是否太单调了呢？可以加上想要的图片，使二维码更具辨识度！

>>>myqr.run(
...   words='https://github.com/streetleague/0xbird.github.io',
...   picture='ssss.jpg',
...   colorized=True,
...   save_name='artistic_Color.png',
...)

再次退出python3环境，使用火狐浏览器打开图片

Code/ $ firefox artistic.png

3.动态二维码

其实生成动态二维码，并没有想象的那么复杂。在这里，我们使用我老婆新垣结衣的GIF！

新垣结衣老婆GIF:

在生成动态二维码的过程中，值得注意的一点是，我们生成保存的文件也必须是.gif 格式哟。让我们赶快开始！

>>>myqr.run(
...   words='https://github.com/streetleague/0xbird.github.io',
...   picture='gakki.gif',
...   colorized=True,
...   save_name='Animated.gif',
...)

4.MyQR源码解读

MyQR源码来自于github上的sylnsfar/qrcode项目，可以通过克隆的方式下载源码来学习

Code/ $ git clone https://github.com/sylnsfar/qrcode.git

MyQR的源码内容，针对重点部分详细看一下。

1.MyQR文件结构

qrcode
│   LICENSE.md  
│   README.md    
│   requirements.txt    #环境依赖文件
|   myqr.py
|
└───MyQR
│   │   __init__.py
│   │   myqr.py     #调用的文件
│   │   terminal.py #设置参数
|   |
│   └───mylibs
│       │   __init__.pt
│       │   constan.py  #数据分析
|       |   data.py     #数据编码
│       │   ECC.py      #纠错编码，Error Correction Codewords 
|       |   structure.py    #数据结构
|       |   matrix.py       #获得QR矩阵
|       |   draw.py         #生成二维码
|       |   theqrmodule.py  #结合函数
│   
└───example
    │   0.png
    │   1.png
    |   2.png
    |   ...

2.生成二维码的步骤

2.1 数据分析MyQR/mylibs/constan.py

确定编码的字符类型，按相应的字符集转换成符号字符。

2.2 数据编码MyQR/mylibs/data.py

将数据字符转换为位流，每8位一个码字，整体构成一个数据的码字序列。

2.3 纠错编码MyQR/mylibs/ECC.py

按需要将上面的码字序列分块，并根据纠错等级和分块的码字，产生纠错码字，并把纠错码字加入到数据码字序列后面，成为一个新的序列。

2.4 构造最终数据信息MyQR/mylibs/structure.py + matrix.py

在规格确定的条件下，将上面产生的序列按次序放入分块中，将数据转成能够画出二维码的矩阵。

创建二维码的矩阵

# MyQR/mylibs/matrix.py
def get_qrmatrix(ver, ecl, bits):
  num = (ver - 1) * 4 + 21
  qrmatrix = [[None] * num for i in range(num)]
  # 添加查找器模式和添加分隔符
  add_finder_and_separator(qrmatrix)

  # 添加校准模式
  add_alignment(ver, qrmatrix)

  # 添加时间模式
  add_timing(qrmatrix)

  # 添加涂黑模块和保留区域
  add_dark_and_reserving(ver, qrmatrix)

  maskmatrix = [i[:] for i in qrmatrix]

  # 放置数据位
  place_bits(bits, qrmatrix)

  # 蒙版操作
  mask_num, qrmatrix = mask(maskmatrix, qrmatrix)

  # 格式信息
  add_format_and_version_string(ver, ecl, mask_num, qrmatrix)

  return qrmatrix

2.5 生成二维码MyQR/mylibs/draw.py

使用 draw.py 画出二维码。

def draw_qrcode(abspath, qrmatrix):
  unit_len = 3
  x = y = 4*unit_len
  pic = Image.new('1', [(len(qrmatrix)+8)*unit_len]*2, 'white')   #新建一张白色的底图

  '''
  循环矩阵中的单位，在需要涂黑的单位启用dra_a_black_unit()函数涂黑。
  '''
  for line in qrmatrix:
      for module in line:
          if module:
              draw_a_black_unit(pic, x, y, unit_len) #画出黑单位
          x += unit_len
      x, y = 4*unit_len, y+unit_len

  saving = os.path.join(abspath, 'qrcode.png')
  pic.save(saving)   # 保存二维码图片
  return saving

3.合并图片的原理

让我们来看一下 /MyQR/myqr.py 中的 combine() 方法,此方法调用了 Pillow 库

读取图片操作

  qr = Image.open(qr_name)   #读取二维码图片
  qr = qr.convert('RGBA') if colorized else qr   #判断二维码是否有色

  bg0 = Image.open(bg_name).convert('RGBA')   #读取要合并的图片
  bg0 = ImageEnhance.Contrast(bg0).enhance(contrast) # 调节对比度
  bg0 = ImageEnhance.Brightness(bg0).enhance(brightness) # 调节亮度

将新加的图片覆盖原有的二维码图片，生成新的图片并保存。

    for i in range(qr.size[0]-24):
      for j in range(qr.size[1]-24):
          if not ((i in (18,19,20)) or (j in (18,19,20)) or (i<24 and j<24) or (i<24 and j>qr.size[1]-49) or (i>qr.size[0]-49 and j<24) or ((i,j) in aligs) or (i%3==1 and j%3==1) or (bg0.getpixel((i,j))[3]==0)):
              qr.putpixel((i+12,j+12), bg.getpixel((

更多资料在github：

https://github.com/streetleague/0xbird.github.io/