前言

加水印是為圖片宣告版權出處的一種常用方法。
平常都是寫技術文章，文章的重點在技術本身，照片往往不需要加水印，或者需要加也不多，祭出神器PhotoShop很快就能完成。
前一段趁著夏天還不很熱的時候出去遊蕩，回來應約寫了遊記，其實是給別人當做攻略來用。
遊記可就不同了，照片成為了主體，並且量很大。隨便一個景區的流程，十幾副照片總是免不了的。這個時候，還用PhotoShop來加水印，當然不是不行，但那顯然非我等“攻城獅”所願為的。
於是我們為圖片加水印的“產品”，就此立項啦。

某個技術的出現可能是因為積累，可能因為意外，可能因為愛好。但產品，總是因為一個“需求”而開始。

水印檔案

為圖片加水印，首先你得先有一個水印。當然隨隨便便在圖片上加一行字也是水印，但如果想拿得出手，有位美工幫你操刀再好不過。要說現在的程式設計師，每天團隊一起工作，誰還沒幾位要好的美工朋友。

在團隊中，技術固然重要，溝通能力則更為重要。如果不能在每個崗位都有自己的鐵桿兄弟，忙碌一輩子，你也只能是個小碼農。

在這方面，可別迷信職位所帶來的“權利”，“權利”和“關係”所能起的作用，那可是天壤之別。

我手頭就有一個現成的水印，用了得十多年了。雖然看起來在設計上已經跟不上時代，但這種純個性化的東西，你架不住喜歡。

使用者的需求才是第一位的，作為程式設計師，你可以說使用者是外行，啥也不懂。但使用者要的才算數，你說的，不算數。
當然如果你的溝通能力超群，把使用者給勸服了，那當我沒說。

用作水印的圖片，首先要有“鏤空”的特質。比如你看題頭圖的右下角，水印只有主體的部分出現在圖片上。其餘的部分，仍然是照片本身。看上去水印圖片，就是鏤空的樣子。

除非“標準化”本身也是使用者的需求之一，否則雖然標準化有很多好處，但快速完成專案才是第一追求的目標。

製作一個水印檔案最容易的方法是在PhotoShop中，把主體內容獨立一層，隨後把背景部分全部塗黑。這個黑一定要是真正的黑，也即RGB三個值全部為0。實際上任何不會引起衝突的顏色都是可以的，比如我們常見到特技拍攝中用到的藍箱、綠箱。但使用全黑的背景處理起來還是最容易的。

在程式中操作圖片，最強大的當然是opencv庫。給工程師用，拿Python寫個指令碼就夠了。如果是給普通使用者，可以編譯為可執行檔案的c/c++肯定是更優選。

版本1

接著不管是你本身就是影象處理的高手，原來就熟悉這方面的工作。還是在網際網路上搜索別人的經驗，學習別人的程式。總之，很快你就拿出了一個版本，為圖片新增水印。

#include <stdio.h>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>

using namespace std;
using namespace cv;

const char *picfile="IMG_20190521_125150.jpg";
const char *logofile="logo.png";
const char *outputfile="IMG_20190521_125150-logoed.jpg";
const int mx=10,my=10;

int main(int argc, char **argv){
    Mat image = imread(picfile);
    Mat logo = imread(logofile);
    Mat mask=imread(logofile,0);
    Mat imageROI;

    imageROI = image(Rect(mx,my,logo.cols,logo.rows));
    logo.copyTo(imageROI,mask);
    imshow("result",image);
    waitKey();
}

問題並不複雜，開啟圖片和作為水印的logo，然後再讀取圖片中作為鏤空的背景部分。接著把logo鏤空部分去除，然後複製到目標圖片上就完成了工作，主要的工作程式碼只有7行。
主要函式使用copyTo，點選連結是opencv官方的說明文件。
opencv的編譯，需要在命令列給出標頭檔案和連結庫的額外引數，建議寫一個指令碼來編譯，這裡也貼出來(本例中使用當前的opencv4)：

#!/bin/bash

g++ -std=c++11 -o $1 $1.cpp `pkg-config --cflags --libs opencv4` 

使用指令碼來編譯和執行使用如下命令（假設原始碼名稱為wmv1.cpp）：

$ ./mkcv4.sh wmv1
$ ./wmv1

在一張樣本的圖片上執行這個程式，得到的結果效果如下：

看起來，完美的解決了使用者的需求，完活收工......

等等，這是我們“虛擬”的一個專案，寫文章嘛，沒點藉口怎麼向下寫。不過如果這是一個真實的專案，這就到了見客戶的時候。相信我，如果客戶見了這個程式，肯定會提出一堆的意見回來。比如：

• 這是水印嗎？水印應當是半透明的，這隻能叫不乾膠。
  
• 為什麼只能處理什麼亂七八糟的IMG_20190521_125150.jpg檔案，我要把每個檔案都改成這個名字才能處理嗎？
• 為什麼水印看上去這麼大，跟畫面一點也不協調
• 水印為什麼只能放在左上角，我想放在右下角可不可以？
• ......

從客戶那邊回來，甭管是產品經理還是銷售經理，我估計已經被使用者教訓的懷疑人生了。所以這個時候他們的脾氣不會太好，然後跟程式設計師溝通起來，耐心肯定也就不夠。於是程式設計師，就處在了崩潰的邊緣。使用者有多少條意見，程式設計師就有多少條抓狂的理由。

• 使用者是掏錢的，既然想從使用者那裡掙錢，使用者說什麼你都得學會聽著。
• 使用者其實根本不知道自己想要什麼，喬布斯都這麼說。但使用者天生會挑毛病。
• 記著前面說的，一個人打不了天下，因為有很多人挑毛病，你的產品才能適應更多人。

版本2

不管有多麼不高興，生活總要繼續，工作也得推動下去。
其實使用者挑毛病永遠不是最可怕的，可怕的是使用者不挑毛病，並且還不買單。
所以既然使用者有反饋，我們逐條解決就好了。
首先看“水印效果”的問題，opencv中有專門的函式addWeighted處理兩幅圖片之間的重疊互動問題。用起來更簡單，連蒙版mask部分都不需要了:

    const float _alpha=0.5;

    Mat image = imread(picfile);
    Mat logo = imread(logofile);
    Mat imageROI;

    imageROI = image(Rect(mx,my,logo.cols,logo.rows));
    addWeighted(imageROI, 1.0, logo, _alpha, 0, imageROI);
    imwrite(outputfile,image);

水印尺寸偏大的問題，水印檔案本身肯定是固定的。但在大的圖片中，水印肯定顯得小，小的圖片中，水印就會顯得大。因此需要水印圖片的尺寸是可以變化的，是一個合理的需求。
opencv中調整圖片的尺寸很容易，我們可以要求使用者輸入一個水印logo尺寸的寬度，隨後保持logo的比例，計算出來logo的新高度。然後調整logo的尺寸就可以了。

    int neww,newh;
    neww = (int)_logowidth;
    newh = (int)(logo.rows * ((float)neww / logo.cols));
    Size dsize=Size(neww,newh);
    resize(logo,logo,dsize);

檔名、logo位置問題，都可以由程式執行時，使用者輸入的引數來確定，這個再簡單不過。
很快，第二版新鮮出爐：

#include <stdio.h>
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>

using namespace std;
using namespace cv;

#define PATH_MAX 1024

const float _alpha=0.5;

char _picfile[PATH_MAX];
char _outputfile[PATH_MAX];
char _logofile[PATH_MAX];
int _logowidth;
int _mx,_my;

int main(int argc, char **argv){
    if (argc != 7) {
        printf("Wrong parament!\n");
        return 1;
    }

    strcpy(_picfile,argv[1]);
    strcpy(_outputfile,argv[2]);
    strcpy(_logofile,argv[3]);
    _logowidth=atol(argv[4]);
    _mx=atol(argv[5]);
    _my=atol(argv[6]);


    Mat image = imread(_picfile);
    Mat logo = imread(_logofile);
    Mat imageROI;

    int neww,newh;
    neww = (int)_logowidth;
    newh = (int)(logo.rows * ((float)neww / logo.cols));
    Size dsize=Size(neww,newh);
    resize(logo,logo,dsize);

    imageROI = image(Rect(_mx,_my,logo.cols,logo.rows));
    addWeighted(imageROI, 1.0, logo, _alpha, 0, imageROI);
    imwrite(_outputfile,image);
}

我們再次編譯、執行來試一試：

$ ./mkcv4.sh wmv2
$ ./wmv2 IMG_20190521_125150.jpg IMG_20190521_125150-logoed.jpg logo.png 150 100 100

得到的圖片如下：

看起來順眼多了，剛才的問題，也都得到了解決。

我們就不再“裝作”有使用者的樣子，相信剛才描述的使用者反饋，大多人都有過這種經歷，誰也不開心別人在自己的心血上指手畫腳。但在真實的工作中，往往如此。
這只是一個虛擬的專案，使用者也只是我們自己。所以還是讓我們自己來繼續為專案挑毛病，期望能進一步完善。

• 找到問題最好的辦法就是大量使用，大範圍使用。
  
• 要珍視給你反饋意見的人，不管是測試還是產品經理，他們是在幫你完善產品。

第二版的程式的確有了進步，但問題依然很多。

• 引數太多，用起來很繁瑣並且不友好，引數多了、少了、錯了都會導致程式錯誤。
• 第一版“不乾膠”模式新增水印的方式，實際還是有意義的，值得保留。
• 雖然水印新增位置可以隨意了，但並不好用，我們並不希望水印出現在主題的位置。
• 水印的尺寸雖然可以指定，但用起來並不方便，當目標圖片尺寸不確定的時候，給定水印的尺寸實際上不現實。

版本3

同樣是挑毛病，由自己主動挑出來，是不是比別人挑出來在心理上更舒服？
同理，由自己的團隊挑出來，當然也比讓使用者挑出來，更容易讓所有人滿意。
而且，如果把為圖片加水印這一個動作算作“核心技術”的話，這一次挑出的所有毛病，基本都不是技術問題。而都是“好用”問題，或者叫“使用者體驗”問題。

在正常的工作中，最多不超過10%算的上技術問題，絕大多數開發工作，都是為了把技術，開發成可被使用者接受的產品。而這些工作中，仍然有絕大多數不過是把引數換個順序，按鈕換個顏色之類的內容。

對於上面找出來的問題，c/c++中本來就有比較好的解決方案。就是使用getopt_long/switch配合的引數處理系統。在處理過程中，為沒有給出的引數，給出合理的預設值。
命令列程式，一般的竅門都是儘量支援更多的引數，讓動手能力強的使用者可以更精細的定製。同時為引數儘可能的提供預設值，讓極少必要的引數，程式就能正常執行。
隨後在這樣的命令列程式的支援下，既可以在伺服器端定製網頁把程式包裝成網路雲服務。也能夠寫圖形介面的外殼，給使用者單機使用。
在這個思想的指導下，我們梳理一下可能定製的引數：

• 輸入的圖片檔名，程式將為這個圖片新增水印，這個引數必不可少。
  
• 輸出的圖片檔名，新增水印之後的圖片，儲存到這個檔案。這個引數可以省略，省略的話，程式應當自動在輸入檔名的基礎上重新命名一個檔名輸出。此外還有一個潛在需求，輸出檔名如果等同於輸入檔名的話，相當於新增水印後替換原始檔案。這要求程式讀取完輸入檔案後，馬上關閉檔案，否則寫出到原檔案會失敗。
  
• 水印Logo檔名。如果省略，應當使用當前目錄中的一個預設Logo檔案。
• 水印圖片縮放尺寸。創意一下，如果這個引數小於1，則代表水印圖片縮放到目標圖片的比例，比如0.3個目標圖片寬度。如果這個引數大於1，則代表水印圖片縮放到實際給定的尺寸。潛在需求，在這個應用中，使用者天生只對圖片寬度敏感，所以這個引數實際代表Logo寬度，Logo的高度應當等比縮放。
  
• 水印的位置。剛才一個版本有了高度的自由，實際上並不好用。我們只要指定水印在目標圖片的四角之一就夠了。這也能避免使用者無法知道目標圖片中，水印圖片座標的問題。
  
• 水印方式，預設使用水印圖片和目標圖片混合的方式，也可以指定水印圖片覆蓋目標圖片的方式。

梳理完修改需求，再次印證了上面的話，這些修改內容，跟核心的技術完全沒有關係。現在你知道“碼農”這個詞所為何來了吧？

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <getopt.h>
#include <string.h>

#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include <opencv2/core/core.hpp>
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>

using namespace std;
using namespace cv;

#define PATH_MAX 1024
#define LOGOPIC "./logo.png"

char _logoFilename[PATH_MAX];
char _srcFilename[PATH_MAX];
char _dstFilename[PATH_MAX];
const float _margin=0.01;
const float _alpha=0.5;
float _scale=0.3;
int _position=0;
int _copy=0;

struct option longopts[] = {
    { "input",        required_argument, NULL, 'i'},
    { "out",        required_argument, NULL, 'o'},
    { "scale",      required_argument, NULL, 's'},
    { "position",   required_argument, NULL, 'p'},
    { "logo",   required_argument, NULL, 'l'},
    { "copy",   no_argument, NULL, 'c'},
    { 0, 0, 0, 0},
};

void usage(){
    printf("Options:\n");
    printf("\t -i,--input\tPicture file to add water mark.\n");
    printf("\t -o,--out\tOutput picture name, add postfix '_logoed' on src filename if omit.\n");
    printf("\t -l,--logo\tlogo picture name, set to ./logo.png if omited.\n");
    printf("\t -s,--scale\tZooming logo picture to a new size, if this value below 1, \n");
    printf("\t\t\tmeans width of logo set to width of src picture * scale value,\n");
    printf("\t\t\totherwise, means width of logo scale to this pixel.\n");
    printf("\t -p,--position\tLogo position on src picture. can be 0/1/2/3, four corner.\n");    
    printf("\t -c,--copy\tCopy is keep logo's color, or shadow as default.\n");    
}

void dumpDefault(){
    printf("input:%s\n",_srcFilename);
    printf("out:%s\n",_dstFilename);
    printf("logo:%s\n",_logoFilename);
    printf("scale:%f\n",_scale);
    printf("postion:%d\n",_position);
    printf("copy:%d\n",_copy);
}

void addPostfix(char *srcfile,char *dstfile){
    const char *postfix="_logoed";
    char fname[PATH_MAX];
    strcpy(fname,srcfile);
    // char extName[PATH_MAX];
    char *p=strrchr(fname,'.');
    if (p == NULL) {
        strcpy(dstfile,fname);
        strcat(dstfile,postfix);
        return;
    }
    *p = '\0';
    strcpy(dstfile,fname);
    strcat(dstfile,postfix);
    strcat(dstfile,".");
    strcat(dstfile,p+1);
    return;
}

int getOptions(int argc,char **argv){
    int optIndex = 0;
    int c;

    strcpy(_logoFilename,LOGOPIC);
    strcpy(_srcFilename,"");
    strcpy(_dstFilename,"");

    while(1){
        c = getopt_long(argc, argv, "i:o:s:p:l:c", longopts, &optIndex);
        if(c == -1) {
            break;
        }
        switch(c) {
            case 'i':
                strncpy(_srcFilename,optarg,PATH_MAX);
                break;
            case 'o':
                strncpy(_dstFilename,optarg,PATH_MAX);
                break;
            case 'l':
                strncpy(_logoFilename,optarg,PATH_MAX);
                break;
            case 's':
                _scale = atof(optarg);
                break;
            case 'p':
                _position = atol(optarg);
                if ((_position>3) || (_position<0))
                    _position=0;
                break;
            case 'c':
                _copy = 1; //meas true
                break;
            default:
                usage();
        }
    }
    if (strlen(_srcFilename) == 0) {
        usage();
        exit(1);
    };
    if (strlen(_dstFilename) == 0) {
        addPostfix(_srcFilename,_dstFilename);
    };
    return 0;
}

/*
    position = 0, logo on right,bottom
    position = 1, logo on left,bottom
    position = 2, logo on left,top
    position = 3, logo on right,top
*/
void getPosition(int position,Mat image,Mat logo,int *X,int *Y){
    // x/y _margin using image.cols,not rows

    switch(position){
        case 0:
            *X=(image.cols-logo.cols) - (image.cols * _margin);
            *Y=(image.rows-logo.rows) - (image.cols * _margin);
            break;
        case 1:
            *X=image.cols * _margin;
            *Y=(image.rows-logo.rows) - image.cols * _margin;
            break;
        case 2:
            *X=image.cols * _margin;
            *Y=image.cols * _margin;
            break;
        case 3:
            *X=(image.cols-logo.cols) - (image.cols * _margin);
            *Y=image.cols * _margin;
            break;
        default:
            *X=(image.cols-logo.cols) - (image.cols * _margin);
            *Y=(image.rows-logo.rows) - (image.cols * _margin);
            break;
    };
    return;
}

void markIt(const char *srcpic, const char *logopic, const char *dstpic, int position=0){
    Mat image = imread(srcpic);
    Mat logo = imread(logopic);
    Mat imageROI;
    int markx,marky;

    Mat mask=imread(logopic,0);

    if (_scale < 1){
        float scale=(image.cols * _scale) / logo.cols;
        Size dsize=Size(logo.cols*scale,logo.rows*scale);
        resize(logo,logo,dsize);
        resize(mask,mask,dsize);
    } else if(_scale > 1) {
        int neww,newh;
        neww = (int)_scale;
        newh = (int)(logo.rows * ((float)neww / logo.cols));
        Size dsize=Size(neww,newh);
        resize(logo,logo,dsize);
        resize(mask,mask,dsize);
    };
logo.rows);

    getPosition(position,image,logo,&markx,&marky);
    imageROI = image(Rect(markx,marky,logo.cols,logo.rows));
    if (_copy){
        logo.copyTo(imageROI,mask);
    } else {
        addWeighted(imageROI, 1.0, logo, _alpha, 0, imageROI);
    }
    imwrite(dstpic,image);
}

int main(int argc, char **argv){
    getOptions(argc,argv);
    dumpDefault();

    markIt(_srcFilename,_logoFilename,_dstFilename,_position);
    return 0;
}

從完成的程式程式碼上看同樣也是如此，大量的程式碼都是用於處理引數和預設值邏輯，實際加水印的程式碼，幾乎沒有什麼變化。

技術人員不能只沉迷於技術，技術人員的升職加薪，往往得益於其它經驗的積累，比如行業經驗，比如溝通協調經驗。

假設我們當前目錄準備了一張圖片叫DSCF2183.jpg：

並且準備兩個logo水印檔案，一張logo.png是剛才的黑白圖片，另外一張logo1.png是紅字黑底的圖片：

我們把第三版的程式編譯一下，然後做幾個測試，

$ ./mkcv4.sh wmv3
$ ./wmv3 -i DSCF2183.jpg
input:DSCF2183.jpg
out:DSCF2183_logoed.jpg
logo:./logo.png
scale:0.300000
postion:0
copy:0
$

這是最簡的執行模式，只需要一個輸入檔案。水印檔案自動縮放到目標圖片寬度的30%，然後透明疊加在右下角：

簡單使用-c引數，可以用覆蓋的方式疊加水印：

$ ./wmv3 -i DSCF2183.jpg -c
input:DSCF2183.jpg
out:DSCF2183_logoed.jpg
logo:./logo.png
scale:0.300000
postion:0
copy:1

更換第二幅水印logo來試試：

$ ./wmv3 -i DSCF2183.jpg --logo logo1.png -o DSCF2183_red.jpg
input:DSCF2183.jpg
out:DSCF2183_red.jpg
logo:logo1.png
scale:0.300000
postion:0
copy:0
$ ./wmv3 -i DSCF2183.jpg --logo logo1.png -o DSCF2183_red_copy.jpg -c
input:DSCF2183.jpg
out:DSCF2183_red_copy.jpg
logo:logo1.png
scale:0.300000
postion:0
copy:1

補充

作為一個命令列程式，第三版已經基本可以滿足應用見使用者了。忘了提醒你注意附加在程式內部的程式使用文件，千萬注意保證文件的完善、準確。很多優秀的產品，使用者能不能用的好，往往是由文件的水平決定的。
回到最初的話題，如果是自己作為這個使用者，那還有一個小需求沒有被滿足。那就是，我的圖片量很大，並且分佈在多篇遊記的複雜目錄結構中。如何同時為多幅圖片新增水印？
這算的上非常個性化的需求，當然可以實現在程式中。但在沒有大量使用者支援的情況下，這種需求可能只是增加了程式的複雜度，但並沒有多少人用。
對於這種需求，完全可以使用外圍指令碼的形式來解決。使用bash寫這樣的指令碼，也不過幾行程式碼而已：

#!/bin/bash

files=$(find $1 -name "*jpg" -o -name "*png" -o -name "*jpeg")

for file in $files
do
    wmv3 -i $file -o $file
done

把指令碼設定為可執行，然後把指令碼和主程式都拷貝到系統的可執行資料夾：

$ chmod +x markall.sh
$ sudo cp markall.sh /usr/bin
$ sudo cp wmv3 /usr/bin

這次為再多的圖片加水印也不怕了，比如我們有一個測試資料夾，是這樣的結構：

只要如此執行就可以為資料夾下面，及其子資料夾中所有的jpg/jpeg/png檔案新增水印：

$ markall.sh test

至此，才可以真的完活，收工