開發必學的驗證碼，教你從零寫一個驗證碼
阿新 • • 發佈：2019-08-31
這週一寫了一篇《2000字諫言，給那些想學Python的人，建議收藏後細看！》給大家講了如何快速學習python。
其中就有說到我們為什麼不要執迷於框架、模組的呼叫，而要自己先去造輪子。那今天就給大家造一個。
驗證碼是web開發中不可缺少的元素，而python又提供了非常多的驗證碼模組幫助大家快速生成各種驗證碼。
那你知道驗證碼生成的原理嗎？所謂知其然，還要知其所以然。面試中，面試官不會因為你對框架很熟悉就誇讚你。
那今天小胖就帶大家一層一層撥開驗證碼的衣服，看看其中的小奧祕 -<-
演示環境
- 作業系統：windows10
- python版本：python 3.7
- 程式碼編輯器：pycharm 2018.2
- 使用第三方模組：pillow
驗證碼的必須元素
- 一張圖片
- 文字
- 干擾元素
- 線條幹擾
- 小圓點干擾
熟悉pillow庫
我們既然需要使用pillow庫製作驗證碼，那麼首先我們先來熟悉一下我們需要用到的方法。
- Image.new(): 這個方法可以生成一張圖片，有三個引數。
- mode:顏色空間模式，可以是
'RGBA','RGB','L'等等模式 - size:圖片尺寸，接收一個兩個整數的元祖
- color:圖片的填充顏色，可以是
red，green等，也可以是rgb的三個整數的元祖。也就是背景顏色
- mode:顏色空間模式，可以是
from PIL import Image captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), (255,255,255))
上面程式碼建立了一個億RGB為顏色空間模式，尺寸為1080*900，背景顏色為白色的圖片。
- Image.save(): 儲存圖片到本地
- fp: 本地檔名
- format: 可選引數，制定檔案字尾名。
from PIL import Image
captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), (255,255,255))
# captcha.save('captcha.png')
captcha.save('captcha', format='png')上面兩種方式儲存效果是一樣的。
Image.show():顯示圖片，會呼叫電腦自帶的顯示圖片的軟體。
- ImageFont.truetype(): 載入一個字型檔案。生成一個字型物件。
from PIL import ImageFont
# 字型檔案路徑 字型大小
font = ImageFont.truetype('simkai.ttf', 16)- ImageDraw.Draw(): 生成畫筆物件。
from PIL import Image, ImageDraw
captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), 'red')
draw = ImageDraw.Draw(captcha)上面就建立了一個在captcha這張圖片上的畫筆，我們在這個圖片上畫任何東西都會使用這個畫筆物件。
- ImageDraw.Draw().text():在圖片上繪製給定的字元
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), 'red')
font = ImageFont.truetype('simkai.ttf', 16)
draw = ImageDraw.Draw(captcha)
# 字元繪製位置 繪製的字元 制定字型 字元顏色
draw.text((0,0), 'hello world', font=font, fill='black')- ImageDraw.Draw().line():在圖片上繪製線條
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), 'red')
draw = ImageDraw.Draw(captcha)
# 線條起點 線條終點
draw.line([(0,0),(1080,900)], fill='black')- ImageDraw.Draw().point(): 在圖片上繪製點
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
captcha = Image.new('RGB', (1080, 900), 'red')
font = ImageFont.truetype('simkai.ttf', 16)
draw = ImageDraw.Draw(captcha)
# 點的位置 顏色
draw.point((500,500), fill='black')製作我們的驗證碼我們就會使用到上面的方法。當然，pillow肯定不止這些方法，這裡我們就只列舉這些了。
製作驗證碼
- 首先我們定義一個類，初始化一些需要的引數。
import string
class Captcha():
'''
captcha_size: 驗證碼圖片尺寸
font_size: 字型大小
text_number: 驗證碼中字元個數
line_number: 線條個數
background_color: 驗證碼的背景顏色
sources: 取樣字符集。驗證碼中的字元就是隨機從這個裡面選取的
save_format: 驗證碼儲存格式
'''
def __init__(self, captcha_size=(150,100), font_size=30,text_number=4, line_number=4, background_color=(255, 255, 255), sources=None, save_format='png'):
self.text_number = text_number
self.line_number = line_number
self.captcha_size = captcha_size
self.background_color = background_color
self.font_size = font_size
self.format = save_format
if sources:
self.sources = sources
else:
self.sources = string.ascii_letters + string.digits這裡說一下string模組。
- string.ascii_letters: 得到a-zA-Z所有字元
- string.digits: 得到0-9所有數字
- 隨機從sources獲取字元
import random
def get_text(self):
text = random.sample(self.sources,k=self.text_number)
return ''.join(text)random.sample()方法：從第一個引數中隨機獲取字元。獲取個數有第二個引數指定。
- 隨機獲取繪製字元的顏色
def get_font_color(self):
font_color = (random.randint(0, 150), random.randint(0, 150), random.randint(0, 150))
return font_color- 隨機獲取干擾線條的顏色
def get_line_color(self):
line_color = (random.randint(0, 250), random.randint(0, 255), random.randint(0, 250))
return line_color- 編寫繪製文字的方法
def draw_text(self,draw, text, font, captcha_width, captcha_height, spacing=20):
'''
在圖片上繪製傳入的字元
:param draw: 畫筆物件
:param text: 繪製的所有字元
:param font: 字型物件
:param captcha_width: 驗證碼的寬度
:param captcha_height: 驗證碼的高度
:param spacing: 每個字元的間隙
:return:
'''
# 得到這一竄字元的高度和寬度
text_width, text_height = font.getsize(text)
# 得到每個字型的大概寬度
every_value_width = int(text_width / 4)
# 這一竄字元的總長度
text_length = len(text)
# 每兩個字元之間擁有間隙，獲取總的間隙
total_spacing = (text_length-1) * spacing
if total_spacing + text_width >= captcha_width:
raise ValueError("字型加中間空隙超過圖片寬度!")
# 獲取第一個字元繪製位置
start_width = int( (captcha_width - text_width - total_spacing) / 2 )
start_height = int( (captcha_height - text_height) / 2 )
# 依次繪製每個字元
for value in text:
position = start_width, start_height
print(position)
# 繪製text
draw.text(position, value, font=font, fill=self.get_font_color())
# 改變下一個字元的開始繪製位置
start_width = start_width + every_value_width + spacing- 繪製線條的方法
def draw_line(self, draw, captcha_width, captcha_height):
'''
繪製線條
:param draw: 畫筆物件
:param captcha_width: 驗證碼的寬度
:param captcha_height: 驗證碼的高度
:return:
'''
# 隨機獲取開始位置的座標
begin = (random.randint(0,captcha_width/2), random.randint(0, captcha_height))
# 隨機獲取結束位置的座標
end = (random.randint(captcha_width/2,captcha_width), random.randint(0, captcha_height))
draw.line([begin, end], fill=self.get_line_color())- 繪製小圓點
def draw_point(self, draw, point_chance, width, height):
'''
繪製小圓點
:param draw: 畫筆物件
:param point_chance: 繪製小圓點的機率 概率為 point_chance/100
:param width: 驗證碼寬度
:param height: 驗證碼高度
:return:
'''
# 按照概率隨機繪製小圓點
for w in range(width):
for h in range(height):
tmp = random.randint(0, 100)
if tmp < point_chance:
draw.point((w, h), fill=self.get_line_color())- 製作驗證碼
def make_captcha(self):
# 獲取驗證碼的寬度， 高度
width, height = self.captcha_size
# 生成一張圖片
captcha = Image.new('RGB',self.captcha_size,self.background_color)
# 獲取字型物件
font = ImageFont.truetype('simkai.ttf',self.font_size)
# 獲取畫筆物件
draw = ImageDraw.Draw(captcha)
# 得到繪製的字元
text = self.get_text(
# 繪製字元
self.draw_text(draw, text, font, width, height)
# 繪製線條
for i in range(self.line_number):
self.draw_line(draw, width, height)
# 繪製小圓點 10是概率 10/100， 10%的概率
self.draw_point(draw,10,width,height)
# 儲存圖片
captcha.save('captcha',format=self.format)
# 顯示圖片
captcha.show()這樣，我們就生成了我們的圖片驗證碼了，效果圖.
程式碼已全部上傳至Github：https://github.com/MiracleYoung/You-are-Pythonista/tree/master/PythonExercise/App/captcha_project
關注公眾號「Python專欄」，後臺回覆「機器學習電子書」獲取100本免費機器學習相關的電子書哦