src/main/java/com/example/chat/latex/LatexEquationGenerator.java - develop - vorotov.a.vikt/MathEquGen

src/main/java/com/example/chat/latex/LatexEquationGenerator.java
216 строк9 KB
DudnikSlava
Бот, генерирующий уравнения как на картинках с дополнительными требованиями
18 ноя 2025, 21:58
18 ноя 2025, 21:58090473d
package com.example.chat.latex;

import javax.imageio.ImageIO;
import java.awt.*;
import java.awt.image.BufferedImage;
import java.awt.geom.RoundRectangle2D;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import org.scilab.forge.jlatexmath.TeXConstants;
import org.scilab.forge.jlatexmath.TeXFormula;
import org.scilab.forge.jlatexmath.TeXIcon;

public class LatexEquationGenerator {

    public static class Equation {
        String equation;
        String answer;

        public Equation(String equation, String answer) {
            this.equation = equation;
            this.answer = answer;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // Создаем список уравнений и ответов в формате LaTeX
        List<Equation> equations = new ArrayList<>();
        equations.add(new Equation("x^2 + 2x + 1 = 0", "x = -1"));
        equations.add(new Equation("2x - 5 = 3", "x = 4"));
        equations.add(new Equation("3(x + 2) = 15", "x = 3"));
        equations.add(new Equation("x^2 - 4 = 0", "x = \\pm 2"));
        equations.add(new Equation("\\frac{x}{2} + 3 = 7", "x = 8"));
        equations.add(new Equation("2x^2 + 3x - 2 = 0", "x = \\frac{1}{2}, -2"));
        equations.add(new Equation("4x - 7 = 2x + 3", "x = 5"));
        equations.add(new Equation("x^3 - 8 = 0", "x = 2"));
        equations.add(new Equation("\\sqrt{x + 3} = 4", "x = 13"));
//        equations.add(new Equation("2^x = 16", "x = 4"));
//        equations.add(new Equation("\\frac{1}{x} + \\frac{1}{x+\\frac{1}{x}} = \\frac{1}{2}", "x = 1"));
//        equations.add(new Equation("\\int_0^1 x^2 \\, dx", "\\frac{1}{3}"));
//        equations.add(new Equation("\\sum_{n=1}^\\infty \\frac{1}{n^2}", "\\frac{\\pi^2}{6}"));
//        equations.add(new Equation("\\lim_{x \\to 0} \\frac{\\sin x}{x}", "1"));
//        equations.add(new Equation("\\binom{n}{k} = \\frac{n!}{k!(n-k)!}", "C_n^k"));

        // Генерируем изображение
        generateEquationImage(equations, "equations_output.png");
    }

    // Метод для преобразования LaTeX в изображение
    public static BufferedImage latexToImage(String latex, int fontSize, Color color) {
        try {
            // Создаем TeXFormula из LaTeX строки
            TeXFormula formula = new TeXFormula(latex);

            // Создаем TeXIcon с указанным размером шрифта
            TeXIcon icon = formula.createTeXIcon(TeXConstants.STYLE_DISPLAY, fontSize);

            // Создаем изображение
            BufferedImage image = new BufferedImage(
                    icon.getIconWidth(),
                    icon.getIconHeight(),
                    BufferedImage.TYPE_INT_ARGB
            );

            // Получаем Graphics2D для рисования
            Graphics2D g2d = image.createGraphics();

            // Настройка сглаживания
            g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
            g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_TEXT_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_TEXT_ANTIALIAS_ON);
            g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_RENDERING, RenderingHints.VALUE_RENDER_QUALITY);

            // Устанавливаем цвет
            g2d.setColor(color);

            // Рисуем формулу
            icon.paintIcon(null, g2d, 0, 0);

            g2d.dispose();
            return image;

        } catch (Exception e) {
            System.err.println("Ошибка рендеринга LaTeX: " + latex + " - " + e.getMessage());
            return createErrorImage(latex, fontSize);
        }
    }

    // Создаем изображение с сообщением об ошибке
    private static BufferedImage createErrorImage(String latex, int fontSize) {
        int width = 300;
        int height = 40;
        BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        Graphics2D g2d = image.createGraphics();

        g2d.setColor(Color.WHITE);
        g2d.fillRect(0, 0, width, height);

        g2d.setColor(Color.RED);
        g2d.setFont(new Font("Arial", Font.PLAIN, 12));
        String errorText = "Error: " + (latex.length() > 30 ? latex.substring(0, 30) + "..." : latex);
        g2d.drawString(errorText, 10, 20);

        g2d.dispose();
        return image;
    }

    public static void generateEquationImage(List<Equation> equations, String filename) {
        // Параметры изображения
        int width = 1600;
        int margin = 50;
        int columnWidth = (width - 3 * margin) / 2;
        int rowHeight = 120;

        // Автоматическая высота изображения
        int height = margin + 60 + equations.size() * rowHeight + 30; // Уменьшил высоту из-за удаленных элементов

        // Создаем основное изображение
        BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
        Graphics2D g2d = image.createGraphics();

        // Настройка сглаживания
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_TEXT_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_TEXT_ANTIALIAS_ON);
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_RENDERING, RenderingHints.VALUE_RENDER_QUALITY);

        // Заливаем фон
        g2d.setColor(new Color(255, 253, 250));
        g2d.fillRect(0, 0, width, height);

        // Устанавливаем шрифты для текста
        Font numberFont = new Font("Arial", Font.BOLD, 30);

        // Рисуем уравнения и ответы
        int startY = margin + 30; // Уменьшил начальную позицию

        for (int i = 0; i < equations.size(); i++) {
            Equation eq = equations.get(i);
            int y = startY + i * rowHeight;

            // Рисуем номер с увеличенным отступом
            g2d.setFont(numberFont);
            g2d.setColor(new Color(80, 80, 100));
            String number = (i + 1) + ")";
            g2d.drawString(number, margin + 30, y + 10);

            // Левый столбец - уравнения
            int equationX = margin + 80;

            // Размеры прямоугольника
            double rectWidth = columnWidth - 60;
            double rectHeight = 105;

            // Фон для уравнения
            g2d.setColor(new Color(240, 245, 255));
            g2d.fill(new RoundRectangle2D.Double(equationX - 10, y - rectHeight/2, rectWidth, rectHeight, 15, 15));

            // Граница уравнения
            g2d.setColor(new Color(180, 200, 240));
            g2d.setStroke(new BasicStroke(2f));
            g2d.draw(new RoundRectangle2D.Double(equationX - 10, y - rectHeight/2, rectWidth, rectHeight, 15, 15));

            // Рендерим LaTeX уравнение
            try {
                BufferedImage equationImage = latexToImage(eq.equation, 30, new Color(0, 0, 80));
                if (equationImage != null) {
                    int imgX = equationX + 20;
                    int imgY = y - equationImage.getHeight() / 2;
                    g2d.drawImage(equationImage, imgX, imgY, null);
                }
            } catch (Exception e) {
                System.err.println("Ошибка при рендеринге уравнения: " + eq.equation);
                e.printStackTrace();
            }

            // Правый столбец - ответы
            int answerX = margin + columnWidth + margin + 40;

            // Фон для ответа
            g2d.setColor(new Color(255, 240, 240));
            g2d.fill(new RoundRectangle2D.Double(answerX - 10, y - rectHeight/2, rectWidth, rectHeight, 15, 15));

            // Граница ответа
            g2d.setColor(new Color(240, 180, 180));
            g2d.draw(new RoundRectangle2D.Double(answerX - 10, y - rectHeight/2, rectWidth, rectHeight, 15, 15));

            // Рендерим LaTeX ответ
            try {
                BufferedImage answerImage = latexToImage(eq.answer, 30, new Color(100, 0, 0));
                if (answerImage != null) {
                    int imgX = answerX + 20;
                    int imgY = y - answerImage.getHeight() / 2;
                    g2d.drawImage(answerImage, imgX, imgY, null);
                }
            } catch (Exception e) {
                System.err.println("Ошибка при рендеринге ответа: " + eq.answer);
                e.printStackTrace();
            }
        }

        // Освобождаем ресурсы
        g2d.dispose();

        // Сохраняем изображение
        try {
            ImageIO.write(image, "png", new File(filename));
            System.out.println("✅ Изображение успешно сохранено как: " + filename);
            System.out.println("📏 Размер: " + width + "x" + height + " пикселей");
            System.out.println("📊 Количество уравнений: " + equations.size());
            System.out.println("🔧 Используемая библиотека: JLaTeXMath");
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("❌ Ошибка при сохранении изображения: " + e.getMessage());
        }
    }
}