【Go】：图片上添加水印的全面指南——从基础到高级特性

前言

在数字内容日益重要的今天，保护版权和标识来源变得关键。为图片添加水印有助于声明所有权、提升品牌认知度，并防止未经授权的使用。本文将介绍如何用Go语言实现图片水印，包括静态图片和带旋转、倾斜效果的文字水印，帮助您有效保护数字内容。我们将逐步解析关键步骤，确保清晰易懂。

一、准备工作

为了顺利实现图片水印功能，您需要完成以下几个准备步骤：

1.安装Go语言环境：确保您的开发环境中已经安装了Go语言，并具备基本的Go编程知识。

2.安装必要的库：

• golang.org/x/image/draw：支持高质量缩放及其他图像绘制操作。
• github.com/disintegration/imaging：提供简便的API用于图像变换，如旋转和倾斜。

3.准备图像资源：

• 主图 (Base Image)：这是您想要添加水印的原始图像。它可以是任何您有权处理的图像文件。
• 水印图 (Watermark Image)：这是将被放置在主图之上的图像，通常是一个透明背景的PNG文件，这样可以确保它不会遮挡主图的重要细节。

确保您拥有上述所有工具和资源后，就可以开始编写代码来实现图片水印功能了。接下来的章节将逐步指导您如何加载主图、应用水印图并保存最终结果。

二、图片加水印

2.1 图片水印

2.1.1 打开主图

首先，我们需要打开并读取主图文件。这一步确保了程序能够访问到用户想要处理的原始图像。

// 打开主图文件
mainImageFile, err := os.Open("main.png")
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to open main image: %v", err)
}
defer mainImageFile.Close()

2.1.2 解码主图

接下来，从输入流中读取原始图像并解码它。如果解码过程中出现问题，程序将返回错误信息。这里我们使用image.Decode函数自动识别图像格式。

mainImageFile, err := os.Open("main.png")
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to open main image: %v", err)
}
defer mainImageFile.Close()

2.1.3 打开水印图片

然后，我们需要打开水印图片文件。与主图类似，我们也需要确保能够正确读取和解码水印图像。

// 打开水印图片
watermarkImageFile, err := os.Open("logo.png") // 可以替换为其他图片文件名
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to open watermark image: %v", err)
}
defer watermarkImageFile.Close()

2.1.4 解码水印图片

接下来，从输入流中读取水印图像并解码它。如果解码过程中出现问题，程序将返回错误信息。这里我们再次使用image.Decode函数自动识别图像格式。

// 解码水印
watermarkImage, _, err := image.Decode(watermarkImageFile)
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to decode watermark image: %v", err)
}

2.1.5 计算缩放比例

为了保证水印不会过于显眼或遮挡过多内容，根据原始图像的尺寸计算水印的最大宽度和高度。通常，我们会设定最大值为原始图像宽高的25%。然后基于这些最大值计算出适当的缩放比例。

// 获取主图和水印的边界矩形
mainImageBounds := mainImage.Bounds()
watermarkImageBounds := watermarkImage.Bounds()

// 计算水印的最大尺寸
maxWatermarkWidth := int(float64(mainImageBounds.Max.X) * 0.25)  // 最大宽度为主图宽度的25%
maxWatermarkHeight := int(float64(mainImageBounds.Max.Y) * 0.25) // 最大高度为主图高度的25%

// 计算水印的缩放比例
scale := 1.0
if watermarkImageBounds.Max.X > maxWatermarkWidth || watermarkImageBounds.Max.Y > maxWatermarkHeight {
	scale = math.Min(
		float64(maxWatermarkWidth)/float64(watermarkImageBounds.Max.X),
		float64(maxWatermarkHeight)/float64(watermarkImageBounds.Max.Y),
	)
}

// 应用缩放比例
watermarkWidth := int(float64(watermarkImageBounds.Max.X) * scale)
watermarkHeight := int(float64(watermarkImageBounds.Max.Y) * scale)

2.1.6 创建新的图像

创建一个新的RGBA图像，其大小与原始图像相同，并将原始图像复制到这个新图像中。

// 创建一个新的图像，大小与主图相同
resultImage := image.NewRGBA(mainImageBounds)

// 将主图复制到新图像中
draw.Draw(resultImage, mainImageBounds, mainImage, mainImageBounds.Min, draw.Src)

2.1.7 缩放水印图像

根据前面计算的缩放比例调整水印图像的大小。我们可以使用golang.org/x/image/draw包中的draw.CatmullRom.Scale方法来进行高质量缩放。

// 创建一个用于存放缩放后水印的新图像
resizedWatermarkImage := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, watermarkWidth, watermarkHeight))

// 使用高质量缩放算法缩放水印图像
draw.CatmullRom.Scale(resizedWatermarkImage, resizedWatermarkImage.Bounds(), watermarkImage, watermarkImageBounds, draw.Over, nil)

2.1.8 确定水印位置

根据用户提供的参数确定水印应该放置的位置，例如左上角、右上角等。对于每个预设的位置，我们计算出相应的坐标点。这里仅给出右下角的例子：

// 引入 position 变量，并赋值为一个有效的水印位置常量
position := "left_top" // 假设使用 "left_top" 作为示例

// 计算水印放置的位置
var watermarkX, watermarkY int
switch position {
case "left_top":
	watermarkX = int(float64(mainImageBounds.Max.X) * 0.02) // 2% of the width
	watermarkY = int(float64(mainImageBounds.Max.Y) * 0.02) // 2% of the height
case "right_top":
	watermarkX = int(float64(mainImageBounds.Max.X)*0.98) - watermarkWidth // 98% of the width minus watermark width
	watermarkY = int(float64(mainImageBounds.Max.Y) * 0.02)                // 2% of the height
case "left_bottom":
	watermarkX = int(float64(mainImageBounds.Max.X) * 0.02)                 // 2% of the width
	watermarkY = int(float64(mainImageBounds.Max.Y)*0.98) - watermarkHeight // 98% of the height minus watermark height
case "right_bottom":
	watermarkX = int(float64(mainImageBounds.Max.X)*0.98) - watermarkWidth  // 98% of the width minus watermark width
	watermarkY = int(float64(mainImageBounds.Max.Y)*0.98) - watermarkHeight // 98% of the height minus watermark height
default:
	log.Fatalf("Invalid watermark position: %v", position)
}

2.1.9 绘制水印

最后，使用draw.Draw方法将调整后的水印绘制到新图像的指定位置。

// 将水印绘制到新图像的指定位置
draw.Draw(resultImage, image.Rectangle{
	Min: image.Point{X: watermarkX, Y: watermarkY},
	Max: image.Point{X: watermarkX + watermarkWidth, Y: watermarkY + watermarkHeight},
}, resizedWatermarkImage, image.Point{X: 0, Y: 0}, draw.Over)

2.1.10 绘制旋转水印（可选）

为了让水印更加多样化，可以引入旋转或倾斜的效果。这可以通过创建一个仿射变换矩阵并应用于文字图像来完成。以下是实现旋转功能的代码片段：

// 创建一个新的图像，大小与水印相同
rotatedWatermarkImage := image.NewRGBA(resizedWatermarkImage.Bounds())

// 引入 rotation 变量，并赋值为一个有效的旋转角度（度数）
rotation := 45.0 // 假设使用 45.0 度作为示例

// 计算旋转角度的弧度
radians := rotation * math.Pi / 180.0

// 计算旋转后的中心点
centerX := float64(watermarkWidth) / 2.0
centerY := float64(watermarkHeight) / 2.0

// 遍历每个像素点并应用旋转
for y := 0; y < watermarkHeight; y++ {
	for x := 0; x < watermarkWidth; x++ {
		// 将像素点转换为相对于中心点的坐标
		relX := float64(x) - centerX
		relY := float64(y) - centerY

		// 应用旋转矩阵
		newX := relX*math.Cos(radians) - relY*math.Sin(radians)
		newY := relX*math.Sin(radians) + relY*math.Cos(radians)

		// 将旋转后的坐标转换回图像坐标
		newX += centerX
		newY += centerY

		// 如果旋转后的坐标在图像范围内，则绘制像素
		if newX >= 0 && newX < float64(watermarkWidth) && newY >= 0 && newY < float64(watermarkHeight) {
			rotatedWatermarkImage.Set(int(newX), int(newY), resizedWatermarkImage.At(x, y))
		}
	}
}

// 将旋转后的水印绘制到新图像的指定位置
draw.Draw(resultImage, image.Rectangle{Min: image.Point{X: watermarkX, Y: watermarkY}, Max: image.Point{X: watermarkX + watermarkWidth, Y: watermarkY + watermarkHeight}}, rotatedWatermarkImage, image.Point{X: 0, Y: 0}, draw.Over)

2.1.11 保存结果图像

根据原始图像的格式（如PNG或JPEG），将带有水印的新图像编码并保存到内存中的缓冲区，然后再写入磁盘。

// 保存结果图像到内存
var buffer bytes.Buffer
switch fileExtension {
case ".png":
	err = png.Encode(&buffer, resultImage)
case ".jpg", ".jpeg":
	err = jpeg.Encode(&buffer, resultImage, nil)
default:
	log.Fatalf("Unsupported file extension: %v", fileExtension)
}
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to encode image: %v", err)
}

// 保存结果图像到文件
outputFileName := "output" + fileExtension
outputFile, err := os.Create(outputFileName)
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to create output file: %v", err)
}
defer outputFile.Close()

// 将内存中的图像数据写入文件
_, err = buffer.WriteTo(outputFile)
if err != nil {
	log.Fatalf("Failed to write to output file: %v", err)
}

2.1.12 完整代码和效果

package main

import (
	"bytes"
	"golang.org/x/image/draw"
	"image"
	"image/jpeg"
	"image/png"
	"log"
	"os"
	"path/filepath"
)

func main() {
	// 打开主图文件
	mainImageFile, err := os.Open("main.png")
	if err != nil {
		log.Fatalf("Failed to open main image: %v", err)
	}
	defer mainImageFile.Close()

	// 获取文件扩展名
	fileExtension := filepath.Ext(mainImageFile.Name())

	// 解码主图
	mainImage, _, err := image.Decode(mainImageFile)
	if err != nil {
		log.Fatalf("Failed to decode main image: %v", err)
	}

	// 打开水印图片
	watermarkImageFile, err := os.Open("logo.png") // 你可以将 "logo.png" 替换为 "logo.jpg" 或其他图片文件名
	if err != nil {
		log.Fatalf("Failed to open watermark image: %v", err)
	}
	defer watermarkImageFile.Close()

	// 解码水印
	watermarkImage, _, err := image.Decode(watermarkImageFile)
	if err != nil {
		log.Fatalf("Failed to decode watermark image: %v", err)
	}

	// 获取主图和水印的边界矩形
	mainImageBounds := mainImage.Bounds()
	watermarkImageBounds := watermarkImage.Bounds()

	// 计算水印的最大尺寸
	maxWatermarkWidth := int(float64(mainImageBounds.Max.X) * 0.20)  // 你可以将 "0.20" 替换为 "0.15" 或其他值
	maxWatermarkHeight := int(float64(mainImageBounds.Max.Y) * 0.20) // 你可以将 "0.20" 替换为 "0.15" 或其他值

	// 计算水印的缩放比例
	watermarkWidth := watermarkImageBounds.Max.X
	watermarkHeight := watermarkImageBounds.Max.Y

	// 计算缩放比例
	scale := 1.0
	if watermarkWidth > maxWatermarkWidth {
		scale = float64(maxWatermarkWidth) / float64(watermarkWidth)
	}
	if watermarkHeight > maxWatermarkHeight {
		if scale > float64(maxWatermarkHeight)/float64(watermarkHeight) {
			scale = float64(maxWatermarkHeight) / float64(watermarkHeight)
		}
	}

	// 应用缩放比例
	watermarkWidth = int(float64(watermarkWidth) * scale)
	watermarkHeight = int(float64(watermarkHeight) * scale)

	// 创建一个新的图像，大小与主图相同
	resultImage := image.NewRGBA(mainImageBounds)

	// 将主图复制到新图像中
	draw.Draw(resultImage, mainImageBounds, mainImage, mainImageBounds.Min, draw.Src)

	// 缩放水印图像
	resizedWatermarkImage := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, watermarkWidth, watermarkHeight))
	draw.NearestNeighbor.Scale(resizedWatermarkImage, resizedWatermarkImage.Bounds(), watermarkImage, watermarkImageBounds, draw.Over, nil)

	// 引入 position 变量，并赋值为一个有效的水印位置常量
	position := "left_top" // 假设使用 "left_top" 作为示例

	// 计算水印放置的位置
	var watermarkX, watermarkY int
	switch position {
	case "left_top":
		watermarkX = int(float64(mainImageBounds.Max.X) * 0.02) // 宽度的2%
		watermarkY = int(float64(mainImageBounds.Max.Y) * 0.02) // 高度的2%
	case "right_top":
		watermarkX = int(float64(mainImageBounds.Max.X)*0.98) - watermarkWidth // 宽度的98%减去水印宽度
		watermarkY = int(float64(mainImageBounds.Max.Y) * 0.02)                // 高度的2%
	case "left_bottom":
		watermarkX = int(float64(mainImageBounds.Max.X) * 0.02)                 // 宽度的2%
		watermarkY = int(float64(mainImageBounds.Max.Y)*0.98) - watermarkHeight // 高度的98%减去水印高度
	case "right_bottom":
		watermarkX = int(float64(mainImageBounds.Max.X)*0.98) - watermarkWidth  // 宽度的98%减去水印宽度
		watermarkY = int(float64(mainImageBounds.Max.Y)*0.98) - watermarkHeight // 高度的98%减去水印高度
	default:
		log.Fatalf("Invalid watermark position: %v", position)
	}

	// 将水印绘制到新图像的指定位置
	draw.Draw(resultImage, image.Rectangle{Min: image.Point{X: watermarkX, Y: watermarkY}, Max: image.Point{X: watermarkX + watermarkWidth, Y: watermarkY + watermarkHeight}}, resizedWatermarkImage, image.Point{X: 0, Y: 0}, draw.Over)

	// 保存结果图像到内存
	var buffer bytes.Buffer
	switch fileExtension {
	case ".png":
		err = png.Encode(&buffer, resultImage)
	case ".jpg", ".jpeg":
		err = jpeg.Encode(&buffer, resultImage, nil)
	default:
		log.Fatalf("Unsupported file extension: %v", fileExtension)
	}
	if err != nil {
		log.Fatalf("Failed to encode image: %v", err)
	}

	// 保存结果图像到文件
	outputFile, err := os.Create("output" + fileExtension)
	if err != nil {
		log.Fatalf("Failed to create output file: %v", err)
	}
	defer outputFile.Close() // 添加文件关闭操作

	// 将内存中的图像数据写入文件
	_, err = buffer.WriteTo(outputFile)
	if err != nil {
		log.Fatalf("Failed to write to output file: %v", err)
	}
}

2.2 文字水印

敬请期待！！！

总结

通过以上步骤，我们不仅完成了在图片上添加静态图片水印的功能实现，还增加了旋转、倾斜的水印功能，使得生成的水印更加多样化和个性化。您可以根据自己的需求进一步优化代码，比如支持更多的水印位置选项，或者允许用户上传自定义水印图片。希望这篇文章能帮助您理解和实现这一常见但非常有用的功能。如果您有任何问题或遇到困难，请随时查阅相关文档或寻求社区的帮助。