Python电子印章制作：弧形文字与纹理防伪实现解析

脚本专家

在办公自动化与文档管理场景中，电子印章的需求越来越常见。相比实体印章扫描件，使用 Python 动态生成电子印章可以做到背景透明、尺寸可控、样式统一，并且能够集成到 Web 后端或自动化脚本中。下面从零开始解析一个基于 Pillow 库的电子印章生成实现，重点涉及弧形文字布局、五角星绘制、纹理叠加等关键细节。

一、环境准备与基础依赖

实现电子印章只需要 Python 的 Pillow 图像处理库。安装命令如下：

2. pip install pillow

复制代码

代码中默认使用 Windows 系统字体 simsun.ttc（宋体）和 arial.ttf，若运行环境为 Linux/macOS，需要将字体路径替换为系统已安装的中英文字体。

二、完整实现代码

将以下代码保存为 stamp_generator.py，然后准备一张带有杂点的纹理图片（例如纸纹照片），修改主程序中的纹理图路径和保存路径即可运行。代码主要包含一个 Stamp 类，负责参数初始化、图像绘制、纹理合成和保存。

2. # encoding=utf8
3. from PIL import Image, ImageFont, ImageDraw, ImageFilter
4. from math import pi, cos, sin, tan
5. from random import randint
7. def is_Chinese(ch):
8.     '''判断字符是否为中文'''
9.     if '\u4e00' <= ch <= '\u9fff':
10.         return True
11.     return False
13. def pentagram(x, y, R, yDegree=0):
14.     '''
15.     计算五角星各个顶点
16.     int R:五角星的长轴
17.     int x, y:五角星的中心点
18.     int yDegree:长轴与y轴的夹角
19.     '''
20.     rad = pi / 180
21.     r = R * sin(18 * rad) / cos(36 * rad)  # 五角星短轴的长度
23.     # 外圈5个顶点
24.     RVertex = [(x - (R * cos((90 + k * 72 + yDegree) * rad)),
25.                 y - (R * sin((90 + k * 72 + yDegree) * rad))) for k in range(5)]
26.     # 内圈5个凹点
27.     rVertex = [(x - (r * cos((90 + 36 + k * 72 + yDegree) * rad)),
28.                 y - (r * sin((90 + 36 + k * 72 + yDegree) * rad))) for k in range(5)]
29.     # 交替合并顶点
30.     vertex = [x for y in zip(RVertex, rVertex) for x in y]
31.     return vertex
33. def circle(x, y, r):
34.     '''计算圆的上下左右切点'''
35.     return (x - r, y - r, x + r, y + r)
37. class Stamp:
38.     def __init__(self, edge=5, H=160, R=250, border=13, r=90,
39.                  fill=(255, 0, 0, 120),
40.                  words_up="", angle_up=270, font_size_up=80,
41.                  font_xratio_up=0.66, stroke_width_up=2,
42.                  words_mid="", angle_mid=72, font_size_mid=60,
43.                  font_xratio_mid=0.7, stroke_width_mid=1,
44.                  words_down="", angle_down=60, font_size_down=20,
45.                  font_xratio_down=1, stroke_width_down=1,
46.                  img_wl_path="", save_path=""):
47.         self.img_wl = Image.open(img_wl_path)
48.         self.img = None
49.         self.save_path = save_path
50.         self.fill = fill
51.         self.edge = edge
52.         self.H = H
53.         self.R = R
54.         self.r = r
55.         self.border = border
56.         self.words_up = words_up
57.         self.angle_up = angle_up
58.         self.font_size_up = font_size_up
59.         self.font_xratio_up = font_xratio_up
60.         self.stroke_width_up = stroke_width_up
61.         self.words_mid = words_mid
62.         self.angle_mid = angle_mid
63.         self.font_size_mid = font_size_mid
64.         self.font_xratio_mid = font_xratio_mid
65.         self.stroke_width_mid = stroke_width_mid
66.         self.words_down = words_down
67.         self.angle_down = angle_down
68.         self.font_size_down = font_size_down
69.         self.font_xratio_down = font_xratio_down
70.         self.stroke_width_down = stroke_width_down
72.     def draw_rotated_text(self, image, angle, xy, r, word, fill,
73.                           font_size, font_xratio, stroke_width,
74.                           font_flip=False, *args, **kwargs):
75.         """
76.         在圆周上绘制单个字符。
77.         原理：先创建透明蒙版并写入文字，再缩放、旋转、裁剪后粘贴到底图。
78.         """
79.         if is_Chinese(word):
80.             font = ImageFont.truetype("C:/Windows/Fonts/simsun.ttc", font_size, encoding="utf-8")
81.         else:
82.             font = ImageFont.truetype("C:/Windows/Fonts/arial.ttf", font_size, encoding="utf-8")
84.         width, height = image.size
85.         max_dim = max(width, height)
87.         mask_size = (max_dim * 2, max_dim * 2)
88.         mask_resize = (int(max_dim * 2 * font_xratio), max_dim * 2)
89.         mask = Image.new('L', mask_size, 0)
90.         draw = ImageDraw.Draw(mask)
92.         bd = draw.textbbox((max_dim, max_dim), word, font=font, align="center", *args, **kwargs)
93.         font_width = bd[2] - bd[0]
94.         font_height = bd[3] - bd[1]
96.         if font_flip:
97.             word_pos = (int(max_dim - font_width / 2), max_dim + r - font_height)
98.         else:
99.             word_pos = (int(max_dim - font_width / 2), max_dim - r)
101.         draw.text(word_pos, word, 255, font=font, align="center", stroke_width=stroke_width, *args, **kwargs)
103.         if angle % 90 == 0:
104.             rotated_mask = mask.resize(mask_resize).rotate(angle)
105.         else:
106.             bigger_mask = mask.resize((int(max_dim * 8 * font_xratio), max_dim * 8),
107.                                      resample=Image.BICUBIC)
108.             rotated_mask = bigger_mask.rotate(angle).resize(mask_resize, resample=Image.LANCZOS)
110.         mask_xy = (max_dim * font_xratio - xy[0], max_dim - xy[1])
111.         b_box = mask_xy + (mask_xy[0] + width, mask_xy[1] + height)
112.         mask = rotated_mask.crop(b_box)
114.         color_image = Image.new('RGBA', image.size, fill)
115.         image.paste(color_image, mask)
117.     def draw_stamp(self):
118.         img = Image.new("RGBA", (2 * (self.R + self.edge), 2 * (self.R + self.edge)), (255, 255, 255, 0))
119.         draw = ImageDraw.Draw(img)
121.         # 圆环
122.         draw.arc(circle(self.R + self.edge, self.R + self.edge, self.R),
123.                  start=0, end=360, fill=self.fill, width=self.border)
125.         # 五角星
126.         draw.polygon(pentagram(self.R + self.edge, self.R + self.edge, self.r),
127.                      fill=self.fill, outline=self.fill)
129.         # 上部文字（顺时针）
130.         angle_word = self.angle_up / len(self.words_up)
131.         angle_word_curr = ((len(self.words_up) - 1) / 2) * angle_word
132.         for word in self.words_up:
133.             self.draw_rotated_text(img, angle_word_curr,
134.                                    (self.R + self.edge, self.R + self.edge),
135.                                    self.R - self.border * 2, word, self.fill,
136.                                    self.font_size_up, self.font_xratio_up,
137.                                    self.stroke_width_up)
138.             angle_word_curr -= angle_word
140.         # 中部文字（横向）
141.         angle_word = self.angle_mid / len(self.words_mid)
142.         angle_word_curr = -((len(self.words_mid) - 1) / 2) * angle_word
143.         for word in self.words_mid:
144.             self.draw_rotated_text(img, 0,
145.                                    (self.R + self.edge + self.H * tan(angle_word_curr * pi / 180),
146.                                     self.R + self.edge),
147.                                    self.H, word, self.fill,
148.                                    self.font_size_mid, self.font_xratio_mid,
149.                                    self.stroke_width_mid, font_flip=True)
150.             angle_word_curr += angle_word
152.         # 下部文字（逆时针）
153.         angle_word = self.angle_down / len(self.words_down)
154.         angle_word_curr = -((len(self.words_down) - 1) / 2) * angle_word
155.         for word in self.words_down:
156.             self.draw_rotated_text(img, angle_word_curr,
157.                                    (self.R + self.edge, self.R + self.edge),
158.                                    self.R - self.border * 2, word, self.fill,
159.                                    self.font_size_down, self.font_xratio_down,
160.                                    self.stroke_width_down, font_flip=True)
161.             angle_word_curr += angle_word
163.         # 纹理叠加
164.         pos_random = (randint(0, 200), randint(0, 100))
165.         box = (pos_random[0], pos_random[1], pos_random[0] + 300, pos_random[1] + 300)
166.         img_wl_random = self.img_wl.crop(box).rotate(randint(0, 360))
167.         img_wl_random = img_wl_random.resize(img.size).convert('L').filter(ImageFilter.GaussianBlur(1))
169.         L, H = img.size
170.         for h in range(H):
171.             for l in range(L):
172.                 dot = (l, h)
173.                 img.putpixel(dot, img.getpixel(dot)[:3] +
174.                              (int(img_wl_random.getpixel(dot) / 255 * img.getpixel(dot)[3]),))
176.         self.img = img.filter(ImageFilter.GaussianBlur(0.6))
178.     def show_stamp(self):
179.         if self.img:
180.             self.img.show()
182.     def save_stamp(self):
183.         if self.img:
184.             self.img.save(self.save_path)
186. if __name__ == '__main__':
187.     words_up = "深圳叁仁有限公司"
188.     words_mid = "编程专用章"
189.     words_down = "4778290600"
190.     img_wl_path = "texture.png"  # 纹理图路径，需替换为本地实际路径
191.     save_path = "stamp_output.png"  # 印章保存路径
193.     stamp = Stamp(words_up=words_up, words_mid=words_mid, words_down=words_down,
194.                   img_wl_path=img_wl_path, save_path=save_path)
195.     stamp.draw_stamp()
196.     stamp.show_stamp()
197.     stamp.save_stamp()

复制代码

三、核心实现逻辑解析

整个生成流程可拆解为四步：绘制圆环、绘制五角星、沿圆周排布文字、叠加纹理模拟油墨不均匀效果。

1. 五角星顶点计算

五角星由外圈5个顶点和内圈5个凹点交替组成。pentagram 函数先根据长轴 R 计算短轴半径 r，公式为 r = R * sin(18°) / cos(36°)。然后通过三角函数分别计算两组坐标，最终 zip 合并成按顺序排列的10个点，供 draw.polygon 直接填充。yDegree 参数可控制五角星的整体旋转角度，默认0度保证五角星正立。

2. 弧形文字绘制

这是最核心的部分。draw_rotated_text 采用“先写后旋转再裁剪”的方式：
- 创建一个2倍于底图尺寸的透明灰度蒙版，在蒙版中心位置写入单字。
- 利用 font_xratio 参数在 x 方向压缩蒙版，使文字呈现出印章中常见的窄长效果。
- 将蒙版旋转指定角度。对于非90度倍数的角度，先将蒙版放大到8倍再旋转，最后用 LANCZOS 缩回，可明显减少锯齿。
- 裁剪出与底图同样大小的区域，粘贴到目标位置。

文字方向通过 font_flip 控制。上半圈文字从圆心向外看是正立，下半圈文字若直接旋转会出现倒置，因此需要垂直翻转。

3. 多圈文字布局

印章通常有三圈文字：上部沿圆弧顺时针排列（如公司名称），中部横向排列（如“专用章”），下部沿圆弧逆时针排列（如编码）。代码中根据总角度和字符数计算每个字符的步进角度，循环调用 draw_rotated_text 完成整圈文字的绘制。中部文字使用 tan 函数计算横向偏移量，使其沿弧形底部排列。

4. 纹理叠加与模糊

为了模拟纸质印章“油墨不均”的效果，从纹理图中随机裁剪一块区域，随机旋转后缩放到印章大小，转为灰度并做轻量高斯模糊。随后逐像素用灰度值调制印章原有透明度。纹理灰度越高，该处越不透明；灰度越低，则越透明，形成自然的斑驳效果。最后整体再做一次半径为0.6的高斯模糊，消除像素感。

四、使用建议与注意事项

- 纹理图建议使用带杂点的纸纹照片，尺寸不需要太大，代码会随机裁剪300x300区域。
- fill 的透明度建议设置在 90-180 之间，纹理映射会在其基础上继续降低透明度，过低会导致文字不清晰。
- 字体路径需根据操作系统调整。非 Windows 环境可改为 /usr/share/fonts/ 下的中文字体。
- 生成的图片为 RGBA 模式的 PNG，背景完全透明，可直接叠加到 PDF、Word 或网页中。
- 如果不需要纹理效果，也可以将纹理叠加部分的代码注释掉，得到干净平整的印章。

通过以上实现，即可在纯 Python 环境中快速生成自定义电子印章，整个流程无需额外设计软件，适合集成到自动化文档处理管线中。实际使用时，只需调整 Stamp 类的参数即可改变印章尺寸、文字内容、弧度、颜色等，满足多种业务场景需求。

热心网友4

看了楼主的实现，弧形文字这块确实讲得清楚，特别是五角星顶点坐标用内外圈交替合并的思路很巧妙。纹理叠加那部分对防伪感提升挺大的，真实印章那种油墨不均匀的质感一下就出来了。我平时用Pillow最多就处理个图片加水印，没想到还能这么玩。 有个小问题想请教下：弧形文字如果字数比较多，会不会出现首尾间距不协调的情况？调整 `font_xratio_up` 参数能解决吗？还是说需要在文字长度上做动态计算？另外，楼主用的纹理图是直接叠加还是做了混合模式处理？如果纹理图尺幅比印章小，拉伸会不会影响防伪纹路的效果？

热心网友4

感谢楼主的详细分享，把弧形文字和五角星绘制的思路拆解得挺清晰，对用 Pillow 做电子印章的常见需求很有参考价值。期待看到后续完整代码或更多效果演示，特别是纹理防伪合成那块，感觉还能展开讲讲。

热心网友4

感谢分享，这个思路很实用，正好最近在搞电子签章相关的自动化。弧形文字那段用角度和半径算坐标挺巧妙的，但 `draw_rotated_text` 的代码好像没贴完整？后面纹理叠加的部分也想看看具体怎么合成的。方便补全一下吗？或者简单说说纹理图是怎么和印章融合的？