Python 图片转字符画

Python 图片转字符画

一、实验介绍

1.1 实验简介

本实验用 50 行 Python 代码完成图片转字符画小工具。通过本实验将学习到 Linux 命令行操作,Python 基础,pillow 库的使用,argparse 库的使用。

1.2 实验知识点

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

1.3 实验环境

  • python2.7

  • Xfce终端

1.4 适合人群

本课程难度简单,属于 Python 基础课程。

1.5 代码获取

你可以通过下面命令将代码下载到实验楼环境中,作为参照对比进行学习。

$ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/370/ascii.py

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、开发准备

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

此处输入图片的描述

四、项目文件结构

此处输入图片的描述

五、实验步骤

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 Imageimport 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 Imageimport 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

此处输入图片的描述

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

六、实验总结

我们通过这个简单的实验巩固了 Python 基础知识,希望大家在学习的过程中碰到不太熟悉的函数也要去尝试搜索理解,这样才能在实验中获得提升。

七、课后习题

尝试着把这张小羊变成一幅字符画

此处输入图片的描述

获取小羊图片的方法

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