一步一步生成滑动验证码图片

图片准备 图片 名称 尺寸 bg.jpg 552 * 344 hole.png 110 * 110 slider.png 110 * 110

hole.png和slider.png为png是因为图片带有透明度。

合成目标

最终为前端生成两张图片：

图片 名称 尺寸 out_bg.jpg 552 * 344 out_slider.png 110 * 344

out_slider.png高度为344与背景图等高。

也可以打开滑动验证Demo页面，F12来观察图片。

实现

本机环境为.net 6.0.300-preview.22204.3, 装有Vscode。

1.创建项目

创建console项目

mkdir SlideImageGenerator
cd SlideImageGenerator
dotnet new console

2.添加ImageSharp

dotnet add package SixLabors.ImageSharp
dotnet add package SixLabors.ImageSharp.Drawing --prerelease

3.vscode打开

code .

4.引入图片

创建Images目录, 并放入bg.jpg，hole.png，slider.png

mkdir Images

5.生成out_bg.jpg

out_bg.jpg生成比较简单，直接将hole.png"叠加"到bg.jpg。hole.png灰色区域是半透明的，因此能够隐约看到背景。开始!
清空Program.cs，引入命名空间

using SixLabors.ImageSharp;
using SixLabors.ImageSharp.Drawing;
using SixLabors.ImageSharp.PixelFormats;
using SixLabors.ImageSharp.Processing;
using SixLabors.ImageSharp.Drawing.Processing;

生成随机坐标，代表绘制凹槽的起始位置:

// 生成随机坐标
int randomX = 100, randomY = 120;

加载图片

using var backgroundImage = Image.Load<Rgba32>("images/bg.jpg");
using var holeTemplateImage = Image.Load<Rgba32>("images/hole.png");
using var sliderTemplateImage = Image.Load<Rgba32>("images/slider.png");

"叠加"holeTemplateImage到backgroundImage。用ImageSharp来说就是以backgroundImage为底，从位置randomX，randomY开始绘制holeTemplateImage。

backgroundImage.Mutate(x => x.DrawImage(holeTemplateImage, new Point(randomX, randomY), 1));
backgroundImage.SaveAsJpegAsync("out_bg.jpg");

运行

dotnet run

运行后可以在目录看到out_bg.jpg

全部代码：

using SixLabors.ImageSharp;
using SixLabors.ImageSharp.Drawing;
using SixLabors.ImageSharp.PixelFormats;
using SixLabors.ImageSharp.Processing;
using SixLabors.ImageSharp.Drawing.Processing;

// 生成随机坐标
int randomX = 100, randomY = 120;

// 加载图片
using var backgroundImage = Image.Load<Rgba32>("images/bg.jpg");
using var holeTemplateImage = Image.Load<Rgba32>("images/hole.png");
using var sliderTemplateImage = Image.Load<Rgba32>("images/slider.png");

// "叠加"holeTemplateImage到backgroundImage
backgroundImage.Mutate(x => x.DrawImage(holeTemplateImage, new Point(randomX, randomY), 1));
backgroundImage.SaveAsJpegAsync("out_bg.jpg");

6.生成out_slider.png

out_slider.png生成需要三步:
a. 从背景图中扣出凹槽区域，形成holeMattingImage。
b. 将slider.png"叠加"到抠图holeMattingImage。
c. 将b生成的图形"叠加"到一个高为344,宽为110的透明区域，最终生成out_slider.
以下具体讲解：
a步骤我直接上代码，其实就一个裁剪操作:

// backgroundImage已做修改，这里重新加载背景
using var backgroundImage2 = Image.Load<Rgba32>("images/bg.jpg");
using var holeMattingImage = new Image<Rgba32>(sliderTemplateImage.Width, sliderTemplateImage.Height); // 110 * 110
// 根据透明度计算凹槽图轮廓形状(形状由不透明区域形成)
var holeShape = CalcHoleShape(holeTemplateImage);
// 生成凹槽抠图
holeMattingImage.Mutate(x =>
{
    // 可以这样理解：
    //   将holeShape想象成一幅110X110的图片
    //   p => p.DrawImage(backgroundImage2, new Point(-randomX, -randomY), 1)则表示
    //   从holeShape的-randomX, -randomY开始绘制backgroundImage2(相当于backgroundImage2左移randomX，上移randomY)
    //   然后将holeShape绘制结果叠加到holeMattingImage上
    x.Clip(holeShape, p => p.DrawImage(backgroundImage2, new Point(-randomX, -randomY), 1));
});
holeMattingImage.SaveAsJpegAsync("out_holeMatting.jpg");

裁剪注意传入的负坐标，注释是我个人的理解。凹槽的形状通过CalcHoleShape实现的，原理是一行行扫描图像，每行连续不透明区域（包含半透明）形成一个或多个n*1的矩形。最后将所有小矩形组合形成一个组合形状ComplexPolygon

Func<Image<Rgba32>, ComplexPolygon> CalcHoleShape = (holeTemplateImage) => { 
    int temp = 0;
    var pathList = new List<IPath>();
    holeTemplateImage.ProcessPixelRows(accessor =>
    {
        for (int y = 0; y < holeTemplateImage.Height; y++)
        {
            var rowSpan = accessor.GetRowSpan(y);
            for (int x = 0; x < rowSpan.Length; x++)
            {
                ref Rgba32 pixel = ref rowSpan[x];
                if (pixel.A != 0)
                {
                    if (temp == 0)
                    {
                        temp = x;
                    }
                }
                else
                {
                    if (temp != 0)
                    {
                        pathList.Add(new RectangularPolygon(temp, y, x - temp, 1));
                        temp = 0;
                    }
                }
            }
        }
    });

    return new ComplexPolygon(new PathCollection(pathList));
};

运行,形成out_holeMatting.jpg

dotnet run 

b. 将slider.png"叠加"到抠图holeMattingImage，代码比较简单

// 叠加拖块模板
holeMattingImage.Mutate(x => x.DrawImage(sliderTemplateImage, new Point(0, 0), 1));
holeMattingImage.SaveAsJpegAsync("out_holeMatting2.jpg");

运行,形成out_holeMatting2.jpg

dotnet run 

c. 将out_holeMatting2叠加到"叠加"到一个高为344,宽为110的透明区域

using var sliderBarImage = new Image<Rgba32>(sliderTemplateImage.Width, backgroundImage2.Height);
// 绘制拖块条
sliderBarImage.Mutate(x => x.DrawImage(holeMattingImage, new Point(0, randomY), 1));
sliderBarImage.SaveAsJpegAsync("out_slider.jpg");

运行,形成out_slider.jpg

dotnet run 

全部代码

using SixLabors.ImageSharp;
using SixLabors.ImageSharp.Drawing;
using SixLabors.ImageSharp.PixelFormats;
using SixLabors.ImageSharp.Processing;
using SixLabors.ImageSharp.Drawing.Processing;

// 生成随机坐标
int randomX = 100, randomY = 120;

// 加载图片
using var backgroundImage = Image.Load<Rgba32>("images/bg.jpg");
using var holeTemplateImage = Image.Load<Rgba32>("images/hole.png");
using var sliderTemplateImage = Image.Load<Rgba32>("images/slider.png");

// "叠加"holeTemplateImage到backgroundImage
backgroundImage.Mutate(x => x.DrawImage(holeTemplateImage, new Point(randomX, randomY), 1));
backgroundImage.SaveAsJpegAsync("out_bg.jpg");

Func<Image<Rgba32>, ComplexPolygon> CalcHoleShape = (holeTemplateImage) => { 
    int temp = 0;
    var pathList = new List<IPath>();
    holeTemplateImage.ProcessPixelRows(accessor =>
    {
        for (int y = 0; y < holeTemplateImage.Height; y++)
        {
            var rowSpan = accessor.GetRowSpan(y);
            for (int x = 0; x < rowSpan.Length; x++)
            {
                ref Rgba32 pixel = ref rowSpan[x];
                if (pixel.A != 0)
                {
                    if (temp == 0)
                    {
                        temp = x;
                    }
                }
                else
                {
                    if (temp != 0)
                    {
                        pathList.Add(new RectangularPolygon(temp, y, x - temp, 1));
                        temp = 0;
                    }
                }
            }
        }
    });

    return new ComplexPolygon(new PathCollection(pathList));
};

// backgroundImage已做修改，这里重新加载背景
using var backgroundImage2 = Image.Load<Rgba32>("images/bg.jpg");
using var holeMattingImage = new Image<Rgba32>(sliderTemplateImage.Width, sliderTemplateImage.Height); // 110 * 110
// 根据透明度计算凹槽图轮廓形状(形状由不透明区域形成)
var holeShape = CalcHoleShape(holeTemplateImage);
// 生成凹槽抠图
holeMattingImage.Mutate(x =>
{
    // 可以这样理解：
    //   将holeShape想象成一幅110X110的图片
    //   p => p.DrawImage(backgroundImage2, new Point(-randomX, -randomY), 1)则表示
    //   从holeShape的-randomX, -randomY开始绘制backgroundImage2(相当于backgroundImage2左移randomX，上移randomY)
    //   然后将holeShape绘制结果叠加到holeMattingImage上
    x.Clip(holeShape, p => p.DrawImage(backgroundImage2, new Point(-randomX, -randomY), 1));
});
holeMattingImage.SaveAsJpegAsync("out_holeMatting.jpg");

// 叠加拖块模板
holeMattingImage.Mutate(x => x.DrawImage(sliderTemplateImage, new Point(0, 0), 1));
holeMattingImage.SaveAsJpegAsync("out_holeMatting2.jpg");

using var sliderBarImage = new Image<Rgba32>(sliderTemplateImage.Width, backgroundImage2.Height);
// 绘制拖块条
sliderBarImage.Mutate(x => x.DrawImage(holeMattingImage, new Point(0, randomY), 1));
sliderBarImage.SaveAsJpegAsync("out_slider.jpg");

最后

完整的滑动验证，可以参考LazySlideCaptcha。写的比较水，欢迎Star。