怎么通过合成用代码自动生成一些带检测框的数据

作为阿里经济体前端委员会四大技术方向之一前端智能化项目经历了 2019 双十一的阶段性考验,交出了不错的答卷天猫淘宝双十一会场新增模块 79.34% 的线上代码由前端智能化項目自动生成。在此期间研发小组经历了许多困难与思考本篇文章,将主要向大家介绍在前端智能化项目中,智能插件的各种应用与莋用

在一个常见的开发周期中往往遵循着产品需求到交互稿到设计稿再到前端开发的过程。所以在 Design2Code (简称 D2C) 项目过程中设计师负责来设计產品视觉效果和产出视觉设计稿,而前端开发工程师以设计稿为输入进行开发所以同样地,在前端智能化的过程中我们需要一种能自動解析设计稿信息的能力来替代传统的人工分析和抠图等繁琐的工作。同时随着近几年主流设计工具(Sketch、PS、XD 等)的三方插件开发能力逐漸成熟,借助官方提供的 API 能够比较好得还原一些基本的结构化信息和样式信息从而完成对设计稿原始信息的提取。在此篇文章中我们將以前端智能化的落地产品 imgcook 的 Sketch 插件为例子,详细介绍我们是如何通过插件对设计稿做处理最终导出以绝对布局为基础的元素信息,供下遊布局算法使用

如图所示,链路中的第一层为物料识别层设计稿将作为这一层的输入。这一层主要是用来识别页面和模块中包含的物料的比如对基础组件,业务组件和基础控件的识别从而辅助进行页面分割并对下游输入关于某一元素的相关信息。随后设计稿的原始信息 (文件) 将会进入到图像处理层,这一层主要是通过这篇文章所介绍的插件实现因为插件可以注入到 Sketch 或者 Photoshop 等设计工具中从而借助官方提供的一些能力完成对原始设计稿信息的提取。这一层提取的结果将是一个符合 imgcook 规范的 JSON 结构的数据内容主要是提取出所有元素的相关信息,包含元素的绝对位置和 CSS 可表达的属性最终可以理解以绝对定位为基础的模块和页面。同时由于不同设计师可能遵循一些不同于传統前端开发的规范来组织设计稿的图层和结构,在图像再加工层中我们还将借助计算机视觉和智能化的能力对原始设计稿中出现的图层再加工例如过滤掉一些无用的图层或是合并一些可以当作一个整体的图层等。

如图所示在对接原始设计稿和获取原始设计稿信息的过程Φ,我们主要是使用了 Sketch 官方提供的 JS API 进行开发对于一些官方没有包装 JS 接口的功能,我们借助于 CocoaScript 对原始 Objective-C 接口进行调用同时,我们使用了 Webview 技術可以使用前端技术栈来渲染插件界面我们采用 Skpm Sketch 的插件管理工具的脚手架能力和插件发布能力。

如结构图所示imgcook Sketch 插件将读取设计稿,按 Depth-first Search (DFS) 嘚方式循环遍历所有类型的图层提取图层的基本信息,包括位置和大小值得注意的是由于 Sketch 里 Symbol 的概念相当于它的 Symbolmaster 的子类,可以覆盖它的 Symbolmaster 嘚部分属性所以对于 Symbol 类型的图层,我们要找到它的 Symbolmaster提取相关信息。之后我们会对所有会被蒙层影响的或者被其他图层覆盖的元素打标因为这两者会影响到当前图层的视觉输出。之后因为各个类型具体的所拥有的样式不相同我们会对 Shape, Image, Text 和其他图层分别做处理,把相关的 Sketch 屬性转化为 CSS 理解的形式我们对设计师约定了一些设计协议,可以通过在设计稿中不同的命名给图层指定为成组或者组件同时带出相关組件信息。下面我们挑取这个过程中两个值得注意的难点进行分别讲解

蒙层处理在 Sketch 里蒙层的作用是相当于一个底板,所有在结构上位于其之上的图层如果区域超出了蒙层这部分超出的区域就会被截断。对于蒙层的处理主要有以下几个不同于正常图层的点:

  • 由于在 HTML 和 CSS 领域並没有直接对应的概念蒙层并不能直接导出相关 CSS 属性或者 HTML 属性。
  • Mask 图层不但会影响自己本身的处理也会影响其他图层的视觉,所以遇到 Mask 需要多图层一起处理
  • 由于 Mask 的形状可能是不规则形状,所以需要考虑如何判断合理的区域进行截断

针对以上难点和精准还原视觉的目的,我们开发了一套算法计算 Mask 和其影响的所有图层的区域计算和形状计算针对区域规则且形状规则的做 CSS 属性上的常规截取处理,对于无法使用 CSS 属性表示的情况对 Sketch 视觉可见的区域进行截图处理其中,我们会进行无用图层检测如果一个图层在它的 Mask 区域之外,则此图层将被视為无用图层被删除同时,如果一个图层完全在它的 Mask 区域内则此图层不会被 Mask 影响,按照原有逻辑处理

智能文字位置校准相对于其他诸洳 Shape 和 Image 图层的处理, 文字图层会更复杂一点原因主要有:

  • 对于 Shape 和 Image 的每一个图层,我们往往也只需要对应导出一个节点这个节点包括位置囷样式等属性,但是对于文字图层如果包含多样式,比如颜色字号,行高等不同则需要将一个文字图层拆分为多个节点导出。
  • Sketch 有定寬类型的文本框但是对于 HTML 中 span 等标签为行内元素,没有宽度等信息所以需要对 Sketch 中的多行文本做拆分。
  • 目前 Sketch 中文字图层想要得到位置和样式需要依赖导出的 SVG 信息,而 SketchSVGExporter 接口导出的 SVG 信息经常出现位置不准的情况

针对第一个问题,我们对 SVG 信息进行循环检测判断每个 SVG 子节点是否有 CSS 相关的属性发生了变化,如果有变化就会新建立一个子节点存储相关信息。针对第二个问题我们会对定宽的文本框导出准确的宽喥信息还有行数信息,布局算法会针对此信息作出正确的判断重点来讲一下第三个问题,由于 svg 信息在对于富文本的情况下会不准确的情況我们设计了一套基于计算机视觉的算法会对文本框的基线进行矫正,整体流程如下:

  • 对文字图层进行检测是否存在富文本文本框
  • 由於在 Sketch 里单个文本框不同样式的文本基线一定在一条水平线上,我们的校准目标便是基于此首先我们会对当前文本框做截图处理。
  • 使用 Canny 边緣检测分析出字体轮廓,确定基线位置
  • 计算不同样式的文本之间的基线位置差。
  • 传回插件关于位置差的信息插件对位置以最大字体為基准进行矫正。

图层再加工智能图层合并

设计稿的图层和前端开发之间还有一个差异就是图层合并的问题往往设计师关注的焦点是能否在设计稿中实现想要的视觉效果,而不会像前端工程师一样关注元素结构和嵌套的合理性所以有时候在设计稿中,设计师为了实现一個诸如 icon 或者氛围图等视觉效果时会使用若干的小图层拼接起来,但是从结构角度来讲这个拼接起来的图形应该是一个整体,在这种情況下我们就需要合并图层 (将若干个图层作为一个图层截图导出)。我们实现了一套自动合并图层的算法算法会自动检测一个组下是否有若干个应该被合并的图层,然后自动在导出的过程中合并以便后续链路可以处理结构。

无用图层检测在设计稿中设计师有时会添加一些对最终布局和视觉没有影响的图层,为了结构的合理性和精简性我们需要对这部分图层进行筛除。如下的情况下图层会被处理:

  • 如果有兩个 Image 图层视觉是一样的但是引用的 url 不同则统一到相同的 url。
  • 如果有无某图层没有对图像矩阵产生影响则过滤掉此图层。
  • 如果图层被非透奣图层覆盖则过滤掉此图层。
  • 如果有透明区域小于某个阈值的图片则过滤掉此图层。

插件测试和度量单元测试体系

由于 Sketch 插件是 imgcook 智能生荿代码体系的上游在每一次代码更改和发布之前,需要对插件做严格的测试以确保功能可用所以我们使用 Skpm-Test, 一个 Skpm 体系下的类 Jest 测试框架建立了单元测试体系覆盖率达到 95% 左右。

如之前讲到的Sketch 插件导出的信息是包含每个子节点的绝对定位的位置和相关的 CSS 属性,每个节点的屬性和类型和 HTML 一一映射所以我们可以将导出 JSON 直接转化为 HTML + CSS 查看导出效果,使用者可以直接通过 粘贴导出的 JSON 查看效果

我们借助计算机视觉處理库 OpenCV 开发了一套算法用于衡量导出的 JSON 数据是否完全还原了原设计稿的视觉效果。

OpenCV 计算视觉还原分数主要分为以下几个步骤:

  • 如果原始图潒和导出图像大小不一致重置到相同大小。
  • 分析导出的 JSON 信息对 JSON 里每个子元素进行如下操作:
  • 记录此元素的内部有多少子元素和横跨的え素。
  • 对于每个子元素取出原设计稿图相对应的区域。
  • 模版匹配:使用 OpenCV 模版匹配找出此区域在总还原图中的位置和相似度
  • 如果有元素跨越了此元素并且那个元素已经被处理过,则忽略此元素
  • 如果此元素有子元素并且子元素已经被处理过,则忽略此元素
  1. 处理完成导出 JSON
  2. JSON え素集合的一个数组,对于每个数组中的元素有如下属性
  • similarity: 导出图层和原始设计稿相似度

可以看出,我们通过计算机视觉已经分析出了每個图层的原始位置和还原后的位置同时度量了每个图层的相似度,综合的度量分数应该综合考虑以下三个指标:

从这三个指标出发我們设计如下公式计算还原度:

其中 P 表示 restore 分数,n 表示图层的总数量1?C 表示第 i 个还原图层和第 i 个原始图层的相似度, x / 表示第 i 个还原图层和原始图層 x 方向位移差,x 表示总宽度 y /y 表示第 i 个还原图层和原始图层 y 方向位移差,y 表示总高度使用此公式,如果全部图层都完全没有被还原 (相似喥为 0x 位移为宽度,y 位移为高度)则 P = 0, 如果全部图层都完美还原 (相似度为 1, x 位移为 0 y 位移为 0 ),则 P = 1所以我们可以较为精准的度量视觉还原程喥。

目前我们出了一些设计协议要求设计师按照一定的规范来制作设计稿以便可以达到更好的还原效果;对设计稿的约束规范曾经高达 20+ 條,我们通过智能图层加工层去掉了大部分规范目前主要剩下 3 条约束,接下来我们将进一步通过智能化的手段逐步的去掉这些对设计師和前端的约束,达到 0 约束还原

我们将在未来的 Sketch 版本中继续提高 Sketch 插件的视觉还原度,目前阶段根据度量体系 Sketch 还原的能力平均在 95% 左右我們将在之后的版本中继续提高这个能力。

目前由于在插件中设计到大量的极速过程导致导出速度有的时候不尽理想,我们也对这个问题進行了一定的调研发现目前插件的确是在处理多图层,尤其是包含多张图片上传的场景速度比较慢未来我们也会对还原速度进行一次夶幅度的升级。

在科技飞速发展的今天前端智能化的浪潮已经到来,未来一些简单的、重复性、规律性强的开发一定会逐渐地被机器取玳在这样的过程中,机器对设计稿的理解也一定会更上一个台阶我们也会保证插件在未来达到更高的智能化水平,从而准确地理解设計师的意图从而更好的为前端服务!

在上一篇文章中我介绍了《训練自己的haar-like特征分类器并识别物体》的前两个步骤:

。这个真心有点久了有点夸张。举这个例子是想跟你说明这是一件耗时间的事情,所以请你耐心等待

2)卡死在某一层,好像进入死循环这种情况一般跟样本的选择有关,尤其是负样本当剩下所有的negtive样本在临时的cascade Classifier中evaluate嘚结果都是0(也就是拒绝了),随机取样本的数目到几百万都是找不到误检测的neg样本了因而没法跳出循环!

解决方法是,增大负样本数目增大负样本之间的变化!

3)训练带某一层出错,报错提示下图查看cascade目录下发现确实走到第5层。这种情况跟上一种情况其实有点类似嘟是opencv_haartraining.exe无法正常terminate。而我们的关注点在于所生成的这些子分类器能用吗?要依实际情况而定拿下图来说,在第5层的时候FA已经很低了0.125000,说奣效果已经够用2)中也是这个道理。


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