PDF转化图片及其优化

前言

在打印发票的情况下，由于没有确定的发票模板格式，所以需要将第三方提供的发票pdf文件转换为图片，打印机直接进行图片打印。但热敏打印机在图片打印上并不具有优势，所以需要对整个过程 pdf->图片，图片->打印进行一定的优化。

pdf转图片

网上常见的开源pdf转换库有pdf-box,pdfium,itext等。

PDFBox

PDFBox由Apache提供，Java实现的PDF文档协作类库，提供PDF文档的创建、处理以及文档内容提取功能，也包含了一些命令行实用工具。
PDFBox最新的版本为 2019-06-27 的 2.0.16，最新特征包括：获取Unicode文字、分离合并PDF、支持pdf表格文字的读取和填写、根据PDF / A-1b标准验证PDF文件、可以使用Java标准打印Api打印pdf、将PDF以图片格式（PNG和JPEG）保存、以图文创建pdf和数字签名pdf
Android上有一个库，名为PdfBox-Android,提供了Android侧的使用库，但是基于PDFBox 1.8版本，在使用中会有一些字体上渲染的问题。

tip: PdfBox-Android上有一个基于PDFBox 2.0版本的分支，基本使用没有问题。根据作者本人所说是因为 pdfbox 2.0还在一直更新，所以就一直没有合并分支。

简单的pdf转图片代码示例，需要传入pdf文件地址

private fun pdfBoxTest(path: String): Bitmap? {
    try {
        // Load in an already created PDF
        val document = PDDocument.load(File(path))
        // Create a renderer for the document
        val renderer = PDFRenderer(document)
        // Render the image to an RGB Bitmap
        val pageImage = renderer.renderImage(0, 1f, Bitmap.Config.RGB_565)
        saveBitmapFile(pageImage,"box")
        // Save the render result to an image
        return pageImage
    } catch (e: IOException) {
        Log.e("PdfBox-Android-Sample", "Exception thrown while rendering file", e)
    }
    return null
}

预览图如下：

pdfbox转图片

log中输出 No glyph for 28246 (CID 07b5) in font STSong-Light\n No glyph for 31246 (CID 0da5) in font KaiTi_GB2312 即在Android系统没有找到 KaiTi_GB2312字体，导致无法正常显示中文。

pdfium

pdfium由Google开源提供，C++实现，pdfium是用在chrome中显示pdf文件和打印预览。
由于pdfium是由 c++ 实现的，所以要想在 Android 中使用必须要自己进行编译成对应架构的so库，当然也可以直接使用别人编译好的第三方库。
PdfiumAndroid是集成pdfium提供给Android使用的一个库，支持 mips,arm,x86（包括所有64版本）架构。

tip: AndroidPdfViewer 一款基于pdfium用于阅读pdf的控件

简单代码示例：

private fun pdfiumTest(path: String): Bitmap {
    val mPdfCore = PdfiumCore(this);
    val mPdfDoc = mPdfCore.newDocument(ParcelFileDescriptor.open(File(path), ParcelFileDescriptor.MODE_READ_WRITE))
    val mPageCount = mPdfCore.getPageCount(mPdfDoc)
    val i = 0
    mPdfCore.openPage(mPdfDoc, i)

    val width = mPdfCore.getPageWidthPoint(mPdfDoc, i)
    val height = mPdfCore.getPageHeightPoint(mPdfDoc, i)


    // ARGB_8888 - best quality, high memory usage, higher possibility of OutOfMemoryError
    // RGB_565 - little worse quality, twice less memory usage
    val bitmap = Bitmap.createBitmap(width, height,
            Bitmap.Config.RGB_565)

    mPdfCore.renderPageBitmap(mPdfDoc, bitmap, i, 0, 0,
            width, height, true)

    saveBitmapFile(bitmap, "ium")

    return bitmap
}

预览图如下：

pdfium转图片

文字能够正确的渲染，但缺点也很明显，图片质量模糊即便是设置成Bitmap.Config.ARGB_8888

比对与优化

字体库缺失的问题在Linux上可能比较好解决，但在Android上，若想要添加额外的字体则需要添加自定义的字体库文件到 frameworks/base/data/fonts 文件中，也就是说需要重新编译 Android Framwork或者联系厂商修改。整个过程繁杂且周期长，而且还不确定是否能够覆盖所有的第三方字体。

图片质量模糊可以通过调整 pdfium 渲染的 bitmap 大小进行优化，下图是将 bitmap 放大两倍后进行渲染再缩放回来的预览图，明显清晰不少。。很神奇

pdfium转化图片 X2

虽然PDFBox在pdf上可能支持的功能更多，但是在转图片的表现上优先选择 pdfium

但是在 Android 5.1 上即便使用 pdfium 也会出现字体缺失（出现方块）的情况，而在 Android 7 上没有，应该是Android7的字体库比Android5携带更多的字体吧

图片转Byte数据优化

热敏打印机需要接受 bitmap 的 byte数据才能进行图片的打印，又因为热敏打印机只能打印黑白两色，所有可以针对图片做灰度化及二值化的处理。

灰度化代码

private int grayPixle(int pixel) {
    int red=(pixel & 0x00ff0000) >> 16;//获取r分量
    int green= (pixel & 0x0000ff00)  >> 8;//获取g分量
    int blue= pixel & 0x000000ff;//获取b分量
    return (int) (red*0.3f+green*0.59f+blue*0.11f);//加权平均法进行灰度化
}

在RGB模型中，当R=G=B时，则彩色表示一种灰度颜色，其中R=G=B的值叫灰度值。因此，灰度图每个像素只需一个字节存放灰度值，灰度范围为0-255.一般有分量法、最大值法、平均值法、加权平均法对彩色图像进行灰度化。
加权平均法：由于人眼对绿色的敏感最高，对蓝色敏感最低，因此，按下式对RGB三分量进行加权平均能得到比较合理的灰度图像。
Gray=0.30R+0.59G+0.11B

获取灰度值后可以根据一个阈值来调整图像的黑白比例

public static Bitmap getSingleColorBitmap(Bitmap bitmap, @IntRange(from = 0, to = 255) int avgMax) {
    int[] pix = new int[bitmap.getWidth() * bitmap.getHeight()];
    bitmap.getPixels(pix, 0, bitmap.getWidth(), 0, 0, bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight());
    boolean isBitmapEmpty = true;
    for (int y = 0; y < bitmap.getHeight(); y++) {
        for (int x = 0; x < bitmap.getWidth(); x++) {
            int index = y * bitmap.getWidth() + x;
            //pix[index] = WHITE;
            isBitmapEmpty = false;
            //int curColor = bitmap.getPixel(x, y); //这个在bitmap取值就是耗时的原因
            int curColor = pix[index];
            //获得三原色
            int red = Color.red(curColor);
            int green = Color.green(curColor);
            int blue = Color.blue(curColor);
            int alpha = Color.alpha(curColor);
            int avg = (red + green + blue) / 3;
            if (avg >= avgMax) {  //亮度：avg>=126
                //设置颜色
                pix[index] = Color.argb(alpha, 255, 255, 255);// white
            } else {
                pix[index] = Color.argb(alpha, 0, 0, 0);// black
            }
        }
    }
    if (isBitmapEmpty) {
        return null;
    }
    bitmap.setPixels(pix, 0, bitmap.getWidth(), 0, 0, bitmap.getWidth(), bitmap.getHeight());
    return bitmap;
}