Java实现图片内容无损任意角度旋转

主要问题是如何在图片做旋转后计算出新图片的长宽。

在java 2d和基本math库的帮助下，其实利用简单的计算就可以知道。

以下算法只是计算出旋转小于90度时的公式。当旋转大于90时，可以先把问题域换算到锐角的情况，再进行计算即可。

如下图所示，需要计算出来的是len_delta的长度，就是有双竖线的位置，它是新图片要增加的宽。（要增加的高度同理可得。）

其实只要知道len的长度，还有len和len_delta的夹角，就可以算出len_delta的长度了。

1. len的长度。注意到它是等腰三角形的底边，顶角为angel， 容易得到len=2*R*sin(angel/2)

2. len和len_delta的夹角。先可以计算出angel_alpha，也就是等腰三角形的底角 angel_alpha = (PI - angel) / 2

    然后是R和原图像的底边的夹角angel_delta，显然其tan值是原图片的高宽比（注意计算增加的高度时是宽高比）。用arctan求出其角度。

    len和len_delta的夹角 = PI - angel_alpha - angel_delta

3. len_delta = len * cos(len和len_delta的夹角)

java代码示例如下

import java.awt.Dimension;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.Image;
import java.awt.Rectangle;
import java.awt.image.BufferedImage;

public class RotateImage {

	public static BufferedImage Rotate(Image src, int angel) {
		int src_width = src.getWidth(null);
		int src_height = src.getHeight(null);
		// calculate the new image size
		Rectangle rect_des = CalcRotatedSize(new Rectangle(new Dimension(
				src_width, src_height)), angel);

		BufferedImage res = null;
		res = new BufferedImage(rect_des.width, rect_des.height,
				BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
		Graphics2D g2 = res.createGraphics();
		// transform
		g2.translate((rect_des.width - src_width) / 2,
				(rect_des.height - src_height) / 2);
		g2.rotate(Math.toRadians(angel), src_width / 2, src_height / 2);

		g2.drawImage(src, null, null);
		return res;
	}

	public static Rectangle CalcRotatedSize(Rectangle src, int angel) {
		// if angel is greater than 90 degree, we need to do some conversion
		if (angel >= 90) {
			if(angel / 90 % 2 == 1){
				int temp = src.height;
				src.height = src.width;
				src.width = temp;
			}
			angel = angel % 90;
		}

		double r = Math.sqrt(src.height * src.height + src.width * src.width) / 2;
		double len = 2 * Math.sin(Math.toRadians(angel) / 2) * r;
		double angel_alpha = (Math.PI - Math.toRadians(angel)) / 2;
		double angel_dalta_width = Math.atan((double) src.height / src.width);
		double angel_dalta_height = Math.atan((double) src.width / src.height);

		int len_dalta_width = (int) (len * Math.cos(Math.PI - angel_alpha
				- angel_dalta_width));
		int len_dalta_height = (int) (len * Math.cos(Math.PI - angel_alpha
				- angel_dalta_height));
		int des_width = src.width + len_dalta_width * 2;
		int des_height = src.height + len_dalta_height * 2;
		return new java.awt.Rectangle(new Dimension(des_width, des_height));
	}
}

JUnit测试代码如下，将图片路径改为你自己准备测试用的图片路径即可。

import java.awt.image.BufferedImage;
import java.io.File;
import java.io.IOException;

import javax.imageio.ImageIO;

import junit.framework.Assert;

import org.junit.Test;

import Jugnoo.RotateImage;

public class RotateImageTest {

	@Test
	public void testRotate() throws IOException {

		BufferedImage src = ImageIO.read(new File("d:/dog.jpg"));
		BufferedImage des = RotateImage.Rotate(src, 30);
		Assert.assertNotNull(des);
		Assert.assertTrue(ImageIO.write(des, "jpg", new File("d:/dog2.jpg")));

		// bigger angel
		des = RotateImage.Rotate(src, 150);
		Assert.assertNotNull(des);
		Assert.assertTrue(ImageIO.write(des, "jpg", new File("d:/dog3.jpg")));

		// bigger angel
		des = RotateImage.Rotate(src, 270);
		Assert.assertNotNull(des);
		Assert.assertTrue(ImageIO.write(des, "jpg", new File("d:/dog4.jpg")));

	}

}