Golang图片操作：学习如何进行图片的缩放和旋转

1. Golang图片操作简介

Go语言是现代化的编程语言，适用于编写高效且安全的系统级代码，包括开发像网络服务这样的底层技术，也包括编写像图片处理这样的应用程序。

Golang中提供了image包用来进行图片的操作，作为一个强大的编程语言，Golang可以非常容易的实现图片的缩放和旋转等操作。接下来我们将讲解如何实现图片的缩放和旋转。

2. 图片缩放的实现

2.1 image包中的Image类型

在Golang中，用于表示图片的是Image类型，这个类型定义如下：

type Image interface {

    ColorModel() color.Model
    Bounds() Rectangle
    At(x, y int) color.Color
}

其中ColorModel()函数返回用于表示图片色彩模型的color.Model类型；Bounds()函数返回一个表示图片边界框的Rectangle类型；At(x, y int)函数返回图片中指定坐标处的color.Color类型的值。

2.2 图片缩放的实现

图片缩放就是把图片变大或者变小，可以通过修改图片像素点坐标来实现缩放。

首先，我们需要读取要缩放的图片文件，并将其转化为Image类型。

img, err := os.Open("example.jpg")

if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer img.Close()
pic, _, err := image.Decode(img)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}

这里用到了image包中的Decode()函数来将图片文件转化为Image类型的数据。

接下来，我们需要指定缩放后的新图片大小，通过计算比例来计算新图片的大小：

width := pic.Bounds().Max.X

height := pic.Bounds().Max.Y
newWidth := 200
newHeight := int(float64(height) / float64(width) * float64(newWidth))
scaled := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, newWidth, newHeight))

在上面的代码中，我们通过计算图片的宽高比，得到了缩放后的新图片的大小，然后使用image包中的NewRGBA()函数，来创建一个新的RGBA类型的Image，并传入新的图片大小。

最后，我们需要将原图片的像素点缩小或放大，并将缩放后的像素点放到新的图片上：

for y := 0; y < newHeight; y++ {

    for x := 0; x < newWidth; x++ {
        newX := int(float64(x) / float64(newWidth) * float64(width))
        newY := int(float64(y) / float64(newHeight) * float64(height))
        r, g, b, a := pic.At(newX, newY).RGBA()
        col := color.RGBA{uint8(r >> 8), uint8(g >> 8), uint8(b >> 8), uint8(a >> 8)}
        scaled.SetRGBA(x, y, col)
    }
}

在上面的代码中，我们使用两个for循环来遍历新图片的每个像素点，然后通过计算原图片中该像素点的坐标，来得到原图片中的像素点，并将其放到新图片中。

最终，我们将新图片保存到文件中：

scaledFile, err := os.Create("scaled.jpg")

if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer scaledFile.Close()
jpeg.Encode(scaledFile, scaled, &jpeg.Options{Quality: 100})

完整的缩放代码如下：

package main

import (
    "image"
    "image/color"
    "image/jpeg"
    "log"
    "os"
)
func main() {
    img, err := os.Open("example.jpg")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer img.Close()
    pic, _, err := image.Decode(img)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    width := pic.Bounds().Max.X
    height := pic.Bounds().Max.Y
    newWidth := 200
    newHeight := int(float64(height) / float64(width) * float64(newWidth))
    scaled := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, newWidth, newHeight))
    for y := 0; y < newHeight; y++ {
        for x := 0; x < newWidth; x++ {
            newX := int(float64(x) / float64(newWidth) * float64(width))
            newY := int(float64(y) / float64(newHeight) * float64(height))
            r, g, b, a := pic.At(newX, newY).RGBA()
            col := color.RGBA{uint8(r >> 8), uint8(g >> 8), uint8(b >> 8), uint8(a >> 8)}
            scaled.SetRGBA(x, y, col)
        }
    }
    scaledFile, err := os.Create("scaled.jpg")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer scaledFile.Close()
    jpeg.Encode(scaledFile, scaled, &jpeg.Options{Quality: 100})
}

3. 图片旋转的实现

图片旋转是指将图片按照一定的角度旋转，可以通过旋转图片坐标来实现。

首先，我们还是需要读取要旋转的图片文件，并将其转化为Image类型：

img, err := os.Open("example.jpg")

if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer img.Close()
pic, _, err := image.Decode(img)
if err != nil {
    log.Fatal(err)
}

然后，我们需要指定旋转后的新图片大小和旋转的角度：

width := pic.Bounds().Max.X

height := pic.Bounds().Max.Y
angle := 45.0
sin := math.Sin(angle * math.Pi / 180)
cos := math.Cos(angle * math.Pi / 180)
newWidth := int(float64(width)*math.Abs(cos) + float64(height)*math.Abs(sin))
newHeight := int(float64(width)*math.Abs(sin) + float64(height)*math.Abs(cos))
rotated := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, newWidth, newHeight))

在上面的代码中，我们使用math包中的Sin()和Cos()函数，来得到旋转角度的正弦和余弦值，然后根据旋转角度和图片大小，来计算新图片的大小，并使用image包中的NewRGBA()函数，来创建一个新的RGBA类型的Image，并传入新的图片大小。

接着，我们需要将原图片的像素点按照旋转后的角度进行旋转，并将旋转后的像素点放到新的图片上：

for y := 0; y < newHeight; y++ {

    for x := 0; x < newWidth; x++ {
        centerX := float64(width) / 2
        centerY := float64(height) / 2
        qx := float64(x) - centerX
        qy := float64(y) - centerY
        rotatedX := int(qx*cos - qy*sin + centerX)
        rotatedY := int(qx*sin + qy*cos + centerY)
        if rotatedX >= 0 && rotatedX < width && rotatedY >= 0 && rotatedY < height {
            r, g, b, a := pic.At(rotatedX, rotatedY).RGBA()
            col := color.RGBA{uint8(r >> 8), uint8(g >> 8), uint8(b >> 8), uint8(a >> 8)}
            rotated.SetRGBA(x, y, col)
        }
    }
}

在上面的代码中，我们使用两个for循环来遍历新图片的每个像素点，然后计算原图片中对应的旋转后的像素点，并将其放到新图片中。

注意，在计算旋转后的像素点坐标时，我们需要先将像素点坐标平移到原点处，进行角度旋转后，再平移回去。

最终，我们将新图片保存到文件中：

rotatedFile, err := os.Create("rotated.jpg")

if err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer rotatedFile.Close()
jpeg.Encode(rotatedFile, rotated, &jpeg.Options{Quality: 100})

完整的旋转代码如下：

package main

import (
    "image"
    "image/color"
    "image/jpeg"
    "log"
    "math"
    "os"
)
func main() {
    img, err := os.Open("example.jpg")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer img.Close()
    pic, _, err := image.Decode(img)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    width := pic.Bounds().Max.X
    height := pic.Bounds().Max.Y
    angle := 45.0
    sin := math.Sin(angle * math.Pi / 180)
    cos := math.Cos(angle * math.Pi / 180)
    newWidth := int(float64(width)*math.Abs(cos) + float64(height)*math.Abs(sin))
    newHeight := int(float64(width)*math.Abs(sin) + float64(height)*math.Abs(cos))
    rotated := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, newWidth, newHeight))
    for y := 0; y < newHeight; y++ {
        for x := 0; x < newWidth; x++ {
            centerX := float64(width) / 2
            centerY := float64(height) / 2
            qx := float64(x) - centerX
            qy := float64(y) - centerY
            rotatedX := int(qx*cos - qy*sin + centerX)
            rotatedY := int(qx*sin + qy*cos + centerY)
            if rotatedX >= 0 && rotatedX < width && rotatedY >= 0 && rotatedY < height {
                r, g, b, a := pic.At(rotatedX, rotatedY).RGBA()
                col := color.RGBA{uint8(r >> 8), uint8(g >> 8), uint8(b >> 8), uint8(a >> 8)}
                rotated.SetRGBA(x, y, col)
            }
        }
    }
    rotatedFile, err := os.Create("rotated.jpg")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer rotatedFile.Close()
    jpeg.Encode(rotatedFile, rotated, &jpeg.Options{Quality: 100})
}

4. 总结

通过本文的介绍，我们学习了如何在Golang中使用image包来进行图片的缩放和旋转操作。在这个过程中，我们了解了Image类型的基本元素，并实现了图片缩放和旋转的完整代码，这些代码在实际应用中具有很大的实用价值。