Python 图片转字符画

一、课程介绍

1. 课程来源

原创

2. 内容简介

本课程讲述怎样使用 Python 将图片转为字符画

3. 前置课程

Python编程语言

Linux 基础入门(新版)

Vim编辑器

4. 课程知识点

本节实验中我们将实践以下知识:

  1. Linux 命令行操作
  2. Python 基础
  3. pillow 库的使用
  4. argparse 库的使用(参考教程

二、实验原理

字符画是一系列字符的组合,我们可以把字符看作是比较大块的像素,一个字符能表现一种颜色(暂且这么理解吧),字符的种类越多,可以表现的颜色也越多,图片也会更有层次感。

问题来了,我们是要转换一张彩色的图片,这么这么多的颜色,要怎么对应到单色的字符画上去?这里就要介绍灰度值的概念了。

灰度值:指黑白图像中点的颜色深度,范围一般从0到255,白色为255,黑色为0,故黑白图片也称灰度图像

我们可以使用灰度值公式将像素的 RGB 值映射到灰度值:

gray = 0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b

这样就好办了,我们可以创建一个不重复的字符列表,灰度值小(暗)的用列表开头的符号,灰度值大(亮)的用列表末尾的符号。

三、实验步骤

PIL 是一个 Python 图像处理库,是本课程使用的重要工具,安装 pillow(PIL)库:

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install python-dev
$ sudo apt-get install libtiff5-dev libjpeg8-dev zlib1g-dev \
libfreetype6-dev liblcms2-dev libwebp-dev tcl8.6-dev tk8.6-dev python-tk
$ sudo pip install pillow

首先获取实验用图片

$ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/370/ascii_dora.png

创建 ascii.py 文件进行编辑

$ vi ascii.py

首先导入必要的库,argparse 库是用来管理命令行参数输入的

from PIL import Image
import argparse

下面是我们的字符画所使用的字符集,一共有 70 个字符,字符的种类与数量可以自己根据字符画的效果反复调试

ascii_char = list("$@B%8&WM#*oahkbdpqwmZO0QLCJUYXzcvunxrjft/\|()1{}[]?-_+~<>i!lI;:,\"^`'. ")

下面是RGB值转字符的函数:

def get_char(r,g,b,alpha = 256):
if alpha == 0:
return ' '
length = len(ascii_char)
gray = int(0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b) unit = (256.0 + 1)/length
return ascii_char[int(gray/unit)]

完整参考代码:

from PIL import Image
import argparse #命令行输入参数处理
parser = argparse.ArgumentParser() parser.add_argument('file') #输入文件
parser.add_argument('-o', '--output') #输出文件
parser.add_argument('--width', type = int, default = 80) #输出字符画宽
parser.add_argument('--height', type = int, default = 80) #输出字符画高 #获取参数
args = parser.parse_args() IMG = args.file
WIDTH = args.width
HEIGHT = args.height
OUTPUT = args.output ascii_char = list("$@B%8&WM#*oahkbdpqwmZO0QLCJUYXzcvunxrjft/\|()1{}[]?-_+~<>i!lI;:,\"^`'. ") # 将256灰度映射到70个字符上
def get_char(r,g,b,alpha = 256):
if alpha == 0:
return ' '
length = len(ascii_char)
gray = int(0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b) unit = (256.0 + 1)/length
return ascii_char[int(gray/unit)] if __name__ == '__main__': im = Image.open(IMG)
im = im.resize((WIDTH,HEIGHT), Image.NEAREST) txt = "" for i in range(HEIGHT):
for j in range(WIDTH):
txt += get_char(*im.getpixel((j,i)))
txt += '\n' print txt #字符画输出到文件
if OUTPUT:
with open(OUTPUT,'w') as f:
f.write(txt)
else:
with open("output.txt",'w') as f:
f.write(txt)

输入以下命令运行脚本查看实验效果

$ python ascii.py ascii_dora.png

注意,不同的环境中显示的效果可能不尽相同

终端显示的字体是不是等宽字体,终端显示的行高和行宽,输入输出的图像宽高等等,这些都会影响显示效果

getpixel : 返回指定位置的像素,如果所打开的图像是多层次的图片,那这个方法就返回一个元组。

im.getpixel( xy ) => value or tuple

本实验中的函数,我的理解是,图片模式应该是RGBA:4元素元组, 而且:def get_char(r,g,b,alpha = 256),这个函数里边也是4个参数。

然后,说下我对这个程序的理解: txt += get_char(im.getpixel((j,i))) 这个函数,首先调用了im.getpixel函数,im.getpixel的参数是(j,i)。(j,i)其实是图片的横纵坐标。通过调用这个函数,把图片的横纵坐标上的颜色,分割成了(r,g,b,alpha)这个四个参数,然后调用get_char这个函数。 再说下get_char这个函数是怎么运行的。 def get_char(r,g,b,alpha = 256): if alpha == 0: //如果alpha等于0,也就是判断图片现在是不是没有了。 return ' ' length = len(ascii_char)//就是上边那一串字符串的长度 gray = int(0.2126 r + 0.7152 g + 0.0722 b) //灰度的计算公式

unit = (256.0 + 1)/length
return ascii_char[int(gray/unit)] //其实这个就是gray*length/257,这个公式相当于按照灰度,在那串字符串中选一个字母。。。 为了下次看到能够有更深的印象,我对程序做一下注释:
from PIL import Image #从PIL模块中引入Image这个类
import argparse #引入argparse这个模块。argparse 库是用来管理命令行参数输入的 ############################################################

1:import argparse

2:parser = argparse.ArgumentParser()

3:parser.add_argument()

4:parser.parse_args()

解释:首先导入该模块;然后创建一个解析对象;

然后向该对象中添加你要关注的命令行参数和选项

,每一个add_argument方法对应一个你要关注的参数或选项;

最后调用parse_args()方法进行解析;解析成功之后即可使用

###################################



#命令行输入参数处理
parser = argparse.ArgumentParser() parser.add_argument('file') #输入文件
parser.add_argument('-o', '--output') #输出文件
parser.add_argument('--width', type = int, default = 80) #输出字符画宽
parser.add_argument('--height', type = int, default = 80) #输出字符画高 #获取参数
args = parser.parse_args() IMG = args.file
WIDTH = args.width
HEIGHT = args.height
OUTPUT = args.output

#定义一个ascii的列表,其实就是让图片上的灰度与字符对应
ascii_char = list("$@B%8&WM#*oahkbdpqwmZO0QLCJUYXzcvunxrjft/\|()1{}[]?-_+~<>i!lI;:,\"^`'. ") # 将256灰度映射到70个字符上
def get_char(r,g,b,alpha = 256): #这个调用跟
im.getpixel函数有关,这个函数是根据图片的横纵坐标,把图片解析成r,g,b,alpha(灰度),有关的四个参数,所以这里输入参数是四个
    if alpha == 0: #如果灰度是0,说明这里没有图片
return ' '
length = len(ascii_char) #计算这些字符的长度
gray = int(0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b) #把图片的RGB值转换成灰度值 unit = (256.0 + 1)/length #257/length
return ascii_char[int(gray/unit)] #这个相当于是选出了灰度与哪个字符对应。 if __name__ == '__main__': #如果是本程序调用,则执行以下程序 im = Image.open(IMG) #打开图片
im = im.resize((WIDTH,HEIGHT), Image.NEAREST) #更改图片的显示比例 txt = "" #txt初始值为空 for i in range(HEIGHT): #i代表纵坐标
for j in range(WIDTH): #j代表横坐标
txt += get_char(*im.getpixel((j,i))) #把图片按照横纵坐标解析成r,g,b以及alpha这几个参数,然后调用get_char函数,把对应的图片转换成灰度值,把对应值得字符存入txt中
txt += '\n' #每行的结尾处,自动换行 print txt #在界面打印txt文件 #字符画输出到文件
if OUTPUT:
with open(OUTPUT,'w') as f: #文件输出
f.write(txt)
else:
with open("output.txt",'w') as f: #文件输出
f.write(txt)

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