Android进阶 - 二维码扫描

scan_bg.jpg

摘要

最近，在公司项目上需要加入“二维码扫描”的功能（Android端），笔者在网上查阅了一些资料，实现了这个功能。最后给自己做个笔记，给各位做下分享。

原理说明

“二维码扫描”实际上就是通过手机相机扫描『二维码图片』，将『二维码图片』中的字符串数据通过解码的方式解析出来。

实现方式

借助开源库 ZXing Android Embedded 实现二维码扫描。

Github地址: https://github.com/journeyapps/zxing-android-embedded

接下来，笔者分两部分进行讲解：

• 第1部分：ZXing Android Embedded简介及使用方法。

• 第2部分：自定义扫描界面。

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一、ZXing Android Embedded简介及使用方法

1.简介

ZXing Android Embedded 是用于Android的条形码扫描库，使用ZXing进行解码。

注：二维码是条形码中的一种，该库也可以扫描二维码。

2.引入方法

添加gradle库依赖：

dependencies {
    ......
    compile 'com.journeyapps:zxing-android-embedded:3.5.0'
}

注意事项：

• 该库在需要时会自动引入ZXing库，无需额外手动引入。
• buildToolsVersion '23.0.2'（构建工具的版本要>=23.0.2）
• compile 'com.android.support:appcompat-v7:23.1.0' (support-v7包版本要在23+以上)
• 最低支持的Android版本（API level 9+）

想要了解更多详情，可打开Github链接研究学习。

3.使用方法

接下来，笔者用一个实例来介绍一下该库的使用方法。

1.新建一个Android工程。

2.添加gradle库依赖，引入ZXing Android Embedded库。

gradle_setting.png

3.在MainActivity的布局文件中放置一个Button（用于打开二维码扫描界面）。

activity_main.png

4.在MainActivity中为Button设置点击事件，点击后跳转至扫描界面。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        findViewById(R.id.btn).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                // 创建IntentIntegrator对象
                IntentIntegrator intentIntegrator = new IntentIntegrator(MainActivity.this);
                // 开始扫描
                intentIntegrator.initiateScan();
            }
        });
    }
}

5.重写onActivityResult方法接收扫描结果。

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    ......

    @Override
    protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
        // 获取解析结果
        IntentResult result = IntentIntegrator.parseActivityResult(requestCode, resultCode, data);
        if (result != null) {
            if (result.getContents() == null) {
                Toast.makeText(this, "取消扫描", Toast.LENGTH_LONG).show();
            } else {
                Toast.makeText(this, "扫描内容:" + result.getContents(), Toast.LENGTH_LONG).show();
            }
        } else {
            super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
        }
    }
}

完成此步，基本的二维码扫描功能就已经出来了。

接下来，我们可以准备二维码图片试验一下。如果没有二维码图片，可以用草料二维码生成器在线生成一个二维码使用（如下图所示）。

caoliao_qrcode.png

6.跑一下Android程序，扫描一下二维码。（如下图所示）

qrcode_scan1.gif

我们看到扫描成功了，最后Toast出了“http://www.baidu.com”这个信息。

但这个扫描过程怎么感觉天旋地转的，一点也不流畅？.../(ㄒoㄒ)/~~

这是由于ZXing Android Embedded库提供的扫码Activity默认是横屏的。

不过，扫描界面的方向是可调的，Github文档也有说明，举个例子。

固定竖屏（仅需在manifest文件中添加如下配置）

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    package="com.example.wangnan7.qrcodescandemo">

    <application
        
        ......

        <!-- 调整二维码扫描界面为竖屏 -->
        <activity
            android:name="com.journeyapps.barcodescanner.CaptureActivity"
            android:screenOrientation="portrait"
            tools:replace="screenOrientation" />

    </application>

</manifest>
        

重新跑下程序，如下所示：

qrcode_scan2.gif

7.其他配置项

在上述实例中，我们用两行代码（如下所示）实现了启动二维码扫描界面。

IntentIntegrator intentIntegrator = new IntentIntegrator(MainActivity.this);
intentIntegrator.initiateScan();

基本上没有添加什么配置。但是，该库还提供了其他配置项（如下所示）。

other_config.png

接下来，笔者详解一下这8个配置项。

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1. setBarcodeImageEnabled(boolean enabled)

该方法用于设置“被扫描的二维码图片”可以保存在本地。

other_config1.png

举个例子说明一下:

接着之前的例子，我们在布局文件中添加一个ImageView（用于显示二维码图片）:

other_config2.png

MainActivity修改后的代码如下：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        findViewById(R.id.btn).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                IntentIntegrator intentIntegrator = new IntentIntegrator(MainActivity.this);
                // 设置可以保存条形码（二维码）图片
                intentIntegrator.setBarcodeImageEnabled(true);
                intentIntegrator.initiateScan();
            }
        });
    }

    @Override
    protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
        // 获取解析结果
        IntentResult result = IntentIntegrator.parseActivityResult(requestCode, resultCode, data);
        if (result != null) {
            if (result.getBarcodeImagePath() != null) {
                // 显示条形码（二维码）图片的保存路径
                Toast.makeText(this, result.getBarcodeImagePath(), Toast.LENGTH_LONG).show();
                // 显示条形码（二维码）图片
                showBarcodeImage(result.getBarcodeImagePath());
            }
        } else {
            super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
        }
    }

    /**
     * 加载并显示条形码图片
     */
    private void showBarcodeImage(String barcodeImagePath) {
        FileInputStream fis = null;
        try {
            fis = new FileInputStream(new File(barcodeImagePath));
            ((ImageView)findViewById(R.id.iv)).setImageBitmap(BitmapFactory.decodeStream(fis));
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                fis.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

跑下程序，如下图所示：

other_config3.gif

可以看到，笔者Toast出了二维码图片被保存后的路径信息，并根据文件保存路径将二维码图片显示了出来。

所以，如果添加这个配置：

intentIntegrator.setBarcodeImageEnabled(true);

扫描后的二维码图片会被保存；如果不添加这个配置或参数设置为false，二维码图片不会被保存，我们拿到的路径result.getBarcodeImagePath()就会变成null。

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2. setCaptureActivity(Class<?> captureActivity)

该方法用于设置扫描Activity。如果你不想用该库提供的扫描Activity，可以自定义一个扫描Activity，将该Acitivty的运行时类作为参数传进去，这个方法后续用到时再详细说明。

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3. setBeepEnabled(boolean enabled)

该方法用于设置扫码成功后的提示音，传true为开启，不设置或设置false为关闭。

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4. setCameraId(int cameraId)

该方法用于设置相机ID。我们使用的手机一般都有前置和后置摄像头，该方法传0将会使用后置摄像头，传1将会使用前置摄像头。不设置则默认使用后置摄像头。

现在有些手机后置双摄像头，相机ID可能有所变化，有兴趣的朋友请自行研究。

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5. setDesiredBarcodeFormats(Collection<String> desiredBarcodeFormats)

该方法用于设置你期望的条形码格式。（该库提供了5种格式，如下所示）

other_config4.png

注：不设置默认为全部类型

所以对于扫描二维码，你可以选择不设置，如果设置可以使用QR_CODE_TYPES和ALL_CODE_TYPES。但是，笔者建议设置QR_CODE_TYPES，即:

intentIntegrator.setDesiredBarcodeFormats(IntentIntegrator.QR_CODE_TYPES);

因为不设置或设置支持全部类型，会附带扫描其他条形码的功能，笔者认为实际功能应与描述功能相一致。

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6. setOrientationLocked(boolean locked)

该方法用于设置方向锁。（源码解释如下：）

other_config5.png

这个功能是用来调整扫描界面方向的，可以配合传感器使用，举个例子。

修改一下之前的manifest文件，如下所示：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    package="com.example.wangnan7.qrcodescandemo">

    <application
        
        ......

        <!-- 调整二维码扫描界面方向为"完全依赖传感器" -->
        <activity
            android:name="com.journeyapps.barcodescanner.CaptureActivity"
            android:screenOrientation="fullSensor"
            tools:replace="screenOrientation" />

    </application>

</manifest>

在MainActivity中添加方向锁设置，如下所示：

other_config6.png

运行一下程序，如下所示：

other_config7.gif

可以看到调整手机方向时，扫描布局也会重新布置，最后笔者按Back返回键取消了扫描。

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7. setPrompt(String prompt)

该方法用于设置扫描界面的提示信息。

举个例子，笔者设置一条提示信息（如下图所示）

other_config8.png

运行一下程序，可以看到扫描界面的“提示文字”（如下图所示）

other_config9.png

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8. setTimeout(long timeout)

该方法用于设置扫描界面的超时时间。（避免用户打开扫描页面，忘记关闭）

举个例子，笔者设置一个2秒的超时时间（如下图所示）

other_config10.png

运行一下程序，如下图所示：

other_config11.gif

可以看到，2秒后，扫描自动取消了。

ZXing Android Embedded的基本使用方法介绍完了。想了解更多用法的朋友可以通过GitHub链接或查看源码的方式学习。

二、自定义扫描界面

各位可能发现 ZXing Android Embedded库 提供的默认的扫描界面有些简陋（或丑陋），满足不了产品和设计的需求，举个例子：

产品想要下图这种效果，该怎么办呢？

target_effect.png

这时就需要我们自定义扫描界面了...

自定义策略：比着葫芦画瓢

由于源码中的类在AndroidStudio中默认是被加锁的，我们无权直接修改。但我们可以仿写其中的一些类，方便我们添加自己的逻辑。自定义起点可以从Activity开始。

1.自定义扫描Activity

在源码中可以查到，我们之前一直在使用一个CaptureActivity进行二维码扫描(如下所示):

capture_activity.png

接下来，我们可以仿照CaptureActivity写一个自己的Activity（直接Copy也可以）。

笔者仿写的代码如下：

/**
 * @Class: CustomCaptureActivity
 * @Description: 自定义条形码/二维码扫描
 * @Author: wangnan7
 * @Date: 2017/5/19
 */

public class CustomCaptureActivity extends AppCompatActivity {

    /**
     * 条形码扫描管理器
     */
    private CaptureManager mCaptureManager;

    /**
     * 条形码扫描视图
     */
    private DecoratedBarcodeView mBarcodeView;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        
        setContentView(com.google.zxing.client.android.R.layout.zxing_capture);
        mBarcodeView = (DecoratedBarcodeView)findViewById(com.google.zxing.client.android.R.id.zxing_barcode_scanner);

        mCaptureManager = new CaptureManager(this, mBarcodeView);
        mCaptureManager.initializeFromIntent(getIntent(), savedInstanceState);
        mCaptureManager.decode();
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
        mCaptureManager.onResume();
    }

    @Override
    protected void onPause() {
        super.onPause();
        mCaptureManager.onPause();
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        super.onDestroy();
        mCaptureManager.onDestroy();
    }

    @Override
    protected void onSaveInstanceState(Bundle outState) {
        super.onSaveInstanceState(outState);
        mCaptureManager.onSaveInstanceState(outState);
    }

    /**
     * 权限处理
     */
    @Override
    public void onRequestPermissionsResult(int requestCode, @NonNull String permissions[], @NonNull int[] grantResults) {
        mCaptureManager.onRequestPermissionsResult(requestCode, permissions, grantResults);
    }

    /**
     * 按键处理
     */
    @Override
    public boolean onKeyDown(int keyCode, KeyEvent event) {
        return mBarcodeView.onKeyDown(keyCode, event) || super.onKeyDown(keyCode, event);
    }
}

注：XML布局还是使用的源码中CaptureActivity的布局。

紧接着，我们可以在manifest文件中声明一下这个新创建的Activity。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.example.wangnan7.qrcodescandemo">

    <application
        
        .......

        <!-- 设置二维码扫描界面方向为竖屏 -->
        <activity
            android:name=".CustomCaptureActivity"
            android:label="自定义扫描界面"
            android:screenOrientation="portrait"/>

    </application>

</manifest>

最后，我们就可以在MainActivity中调用这个新的扫描Activity了。

start_custom_capture.png

运行程序，效果如下：

custom_activity_success.gif

可以看到我们自定义的扫描Activity可以正常运行，扫码也成功了。

但是，我们自定义Activty使用的布局还是源码中的布局文件，对于这个布局文件我们没有权限修改，接下来就需要自定义扫描布局了。

2.自定义扫描布局

源码布局如下：

zxing_layout.png

笔者仿写的自定义扫描布局 (activity_zxing_layout.xml)：

activity_zxing_layout.png

属性简介:
app:zxing_preview_scaling_strategy : 预览视图的缩放策略，使用centerCrop即可
app:zxing_use_texture_view : 是否使用纹理视图（黑色背景）

接下来，我们就可以把自定义扫描Activity的布局文件给替换掉了。

/**
 * @Class: CustomCaptureActivity
 * @Description: 自定义条形码/二维码扫描
 * @Author: wangnan7
 * @Date: 2017/5/19
 */

public class CustomCaptureActivity extends AppCompatActivity {

    ......

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        setContentView(R.layout.activity_zxing_layout);
        mBarcodeView = (DecoratedBarcodeView)findViewById(R.id.zxing_barcode_scanner);

        ......
    }
    
    ......
}

最后，我们跑程序验证一下：

use_texture_view.gif

可以看到我们的自定义布局文件也没有问题。

我们的自定义Activity和自定义布局文件都完成了，剩下的就是修改扫描视图的样式了。

3.修改扫描视图的样式

想要修改扫描视图的样式，需要略微研究下DecoratedBarcodeView的源码。

1.DecoratedBarcodeView初始化分析

source_code1.png

补充：可以看到 scannerLayout 最后被作为扫描布局inflate进了DecorateBarcodeView中。

2.默认布局R.layout.zxing_barcode_scanner分析

source_code2.png

分析到这里，我们需要做的工作就显现出来了。那就是：

自定义View(继承ViewfinderView)，重写onDraw方法，然后替换掉这里的ViewfinderView。

因为R.layout.zxing_barcode_scanner是源码中的布局文件，无法直接修改，所以还要重写一份布局文件给DecoratedBarcodeView加载。那么，接下来需要做两步准备工作：

（1）仿写默认布局文件R.layout.zxing_barcode_scanner

custom_barcode_scanner.png

（2）让DecoratedBarcodeView加载刚刚仿写布局，不再使用默认布局。

load_custom_scanner.png

3.开始自定义扫描视图（继承ViewfinderView重写onDraw方法）

小技巧：如果不知道如何开始，可以先将原ViewfinderView的onDraw方法copy进来一点一点研究修改。

笔者直接将自己的自定义扫描布局粘贴出来，需要的朋友可以借鉴或Copy：

/**
 * @Class: CustomViewfinderView
 * @Description: 自定义扫描框样式
 * @Author: wangnan7
 * @Date: 2017/5/22
 */

public class CustomViewfinderView extends ViewfinderView {

    /**
     * 重绘时间间隔
     */
    public static final long CUSTOME_ANIMATION_DELAY = 16;

    /* ******************************************    边角线相关属性    ************************************************/

    /**
     * "边角线长度/扫描边框长度"的占比 (比例越大，线越长)
     */
    public float mLineRate = 0.1F;

    /**
     * 边角线厚度 (建议使用dp)
     */
    public float mLineDepth =  TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP, 4, getResources().getDisplayMetrics());

    /**
     * 边角线颜色
     */
    public int mLineColor = Color.WHITE;

    /* *******************************************    扫描线相关属性    ************************************************/

    /**
     * 扫描线起始位置
     */
    public int mScanLinePosition = 0;

    /**
     * 扫描线厚度
     */
    public float mScanLineDepth = TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP, 4, getResources().getDisplayMetrics());

    /**
     * 扫描线每次重绘的移动距离
     */
    public float mScanLineDy = TypedValue.applyDimension(TypedValue.COMPLEX_UNIT_DIP, 3, getResources().getDisplayMetrics());

    /**
     * 线性梯度
     */
    public LinearGradient mLinearGradient;

    /**
     * 线性梯度位置
     */
    public float[] mPositions = new float[]{0f, 0.5f, 1f};

    /**
     * 线性梯度各个位置对应的颜色值
     */
    public int[] mScanLineColor = new int[]{0x00FFFFFF, Color.WHITE, 0x00FFFFFF};


    public CustomViewfinderView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
    }

    @Override
    public void onDraw(Canvas canvas) {
        refreshSizes();
        if (framingRect == null || previewFramingRect == null) {
            return;
        }

        Rect frame = framingRect;
        Rect previewFrame = previewFramingRect;

        int width = canvas.getWidth();
        int height = canvas.getHeight();

        //绘制4个角
        paint.setColor(mLineColor); // 定义画笔的颜色
        canvas.drawRect(frame.left, frame.top, frame.left + frame.width() * mLineRate, frame.top + mLineDepth, paint);
        canvas.drawRect(frame.left, frame.top, frame.left + mLineDepth, frame.top + frame.height() * mLineRate, paint);

        canvas.drawRect(frame.right - frame.width() * mLineRate, frame.top, frame.right, frame.top + mLineDepth, paint);
        canvas.drawRect(frame.right - mLineDepth, frame.top, frame.right, frame.top + frame.height() * mLineRate, paint);

        canvas.drawRect(frame.left, frame.bottom - mLineDepth, frame.left + frame.width() * mLineRate, frame.bottom, paint);
        canvas.drawRect(frame.left, frame.bottom - frame.height() * mLineRate, frame.left + mLineDepth, frame.bottom, paint);

        canvas.drawRect(frame.right - frame.width() * mLineRate, frame.bottom - mLineDepth, frame.right, frame.bottom, paint);
        canvas.drawRect(frame.right - mLineDepth, frame.bottom - frame.height() * mLineRate, frame.right, frame.bottom, paint);

        // Draw the exterior (i.e. outside the framing rect) darkened
        paint.setColor(resultBitmap != null ? resultColor : maskColor);
        canvas.drawRect(0, 0, width, frame.top, paint);
        canvas.drawRect(0, frame.top, frame.left, frame.bottom + 1, paint);
        canvas.drawRect(frame.right + 1, frame.top, width, frame.bottom + 1, paint);
        canvas.drawRect(0, frame.bottom + 1, width, height, paint);

        if (resultBitmap != null) {
            // Draw the opaque result bitmap over the scanning rectangle
            paint.setAlpha(CURRENT_POINT_OPACITY);
            canvas.drawBitmap(resultBitmap, null, frame, paint);
        } else {
            // 绘制扫描线
            mScanLinePosition += mScanLineDy;
            if(mScanLinePosition > frame.height()){
                mScanLinePosition = 0;
            }
            mLinearGradient = new LinearGradient(frame.left, frame.top + mScanLinePosition, frame.right, frame.top + mScanLinePosition, mScanLineColor, mPositions, Shader.TileMode.CLAMP);
            paint.setShader(mLinearGradient);
            canvas.drawRect(frame.left, frame.top + mScanLinePosition, frame.right, frame.top + mScanLinePosition + mScanLineDepth, paint);
            paint.setShader(null);

            float scaleX = frame.width() / (float) previewFrame.width();
            float scaleY = frame.height() / (float) previewFrame.height();

            List<ResultPoint> currentPossible = possibleResultPoints;
            List<ResultPoint> currentLast = lastPossibleResultPoints;
            int frameLeft = frame.left;
            int frameTop = frame.top;
            if (currentPossible.isEmpty()) {
                lastPossibleResultPoints = null;
            } else {
                possibleResultPoints = new ArrayList<>(5);
                lastPossibleResultPoints = currentPossible;
                paint.setAlpha(CURRENT_POINT_OPACITY);
                paint.setColor(resultPointColor);
                for (ResultPoint point : currentPossible) {
                    canvas.drawCircle(frameLeft + (int) (point.getX() * scaleX),
                            frameTop + (int) (point.getY() * scaleY),
                            POINT_SIZE, paint);
                }
            }
            if (currentLast != null) {
                paint.setAlpha(CURRENT_POINT_OPACITY / 2);
                paint.setColor(resultPointColor);
                float radius = POINT_SIZE / 2.0f;
                for (ResultPoint point : currentLast) {
                    canvas.drawCircle(frameLeft + (int) (point.getX() * scaleX),
                            frameTop + (int) (point.getY() * scaleY),
                            radius, paint);
                }
            }
        }

        // Request another update at the animation interval, but only repaint the laser line,
        // not the entire viewfinder mask.
        postInvalidateDelayed(CUSTOME_ANIMATION_DELAY,
                frame.left,
                frame.top,
                frame.right,
                frame.bottom);
    }
}

代码简介：

（1）onDraw方法中的大部分代码Copy自ViewfinderView，笔者添加了两部分逻辑：第一部分是边角线的绘制；第二部分是用“扫描线”替换掉了原有的“激光线”。

（2）代码的核心是在onDraw方法的第5行代码：

Rect frame = framingRect;

这个矩阵记录了扫描框四个顶点的坐标，有了这个变量，各位可以发挥想象力自定义自己需要的扫描样式。

接下来，我们用CustomViewfinderView替换掉ViewfinderView（如下图所示）

custom_viewfinderview.png

最后，跑下程序（如下图所示）

custom_success.gif

4.样式调整（UI优化）

我们的自定义扫描界面搞定了，但UI样式还需要再优化一下:

(1) 框体大小调整 （DecoratedBarcodeView有属性支持修改）

zxing_frame_change.png

调整后的效果图:

zxing_frame_change2.png

(2) 将扫描界面底部文字平移至扫描框底部

zxing_frame_change3.png

调整后的效果图:

zxing_frame_change4.png

(3) 将扫描框向上平移

扫描框在默认情况下是相对于相机视图居中的,想要调整扫描框的位置还要去修改源码...

笔者想了一个投机取巧的办法：透明掉标题栏和状态栏让相机预览视图向上延伸，使扫描框在视觉上略微上移。

这部分代码和二维码扫描没有直接关系，笔者就不贴代码了，各位可以尝试自己实现，但最后笔者会附上本Demo的GitHub链接。

最终的效果：

final_scan.gif

Demo的Github链接：

https://github.com/sinawangnan7/QRCodeScanDemo