Python 圖片轉字符畫

一、課程介紹

1. 課程來源

原創

2. 內容簡介

本課程講述怎樣使用 Python 將圖片轉為字符畫

3. 前置課程

Python編程語言

Linux 基礎入門（新版）

Vim編輯器

4. 課程知識點

本節實驗中我們將實踐以下知識：

1. Linux 命令行操作
2. Python 基礎
3. pillow 庫的使用
4. argparse 庫的使用（參考教程）

二、實驗原理

字符畫是一系列字符的組合，我們可以把字符看作是比較大塊的像素，一個字符能表現一種顏色（暫且這么理解吧），字符的種類越多，可以表現的顏色也越多，圖片也會更有層次感。

問題來了，我們是要轉換一張彩色的圖片，這么這么多的顏色，要怎么對應到單色的字符畫上去？這里就要介紹灰度值的概念了。

灰度值：指黑白圖像中點的顏色深度，范圍一般從0到255，白色為255，黑色為0，故黑白圖片也稱灰度圖像

我們可以使用灰度值公式將像素的 RGB 值映射到灰度值：

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

這樣就好辦了，我們可以創建一個不重復的字符列表，灰度值小（暗）的用列表開頭的符號，灰度值大（亮）的用列表末尾的符號。

三、實驗步驟

PIL 是一個 Python 圖像處理庫，是本課程使用的重要工具，安裝 pillow（PIL）庫：

$ 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

首先獲取實驗用圖片

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

創建 ascii.py 文件進行編輯

$ vi ascii.py

首先導入必要的庫，argparse 庫是用來管理命令行參數輸入的

from PIL import Image import argparse 

下面是我們的字符畫所使用的字符集，一共有 70 個字符，字符的種類與數量可以自己根據字符畫的效果反復調試

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

下面是RGB值轉字符的函數：

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)] 

完整參考代碼：

from PIL import Image import argparse #命令行輸入參數處理 parser = argparse.ArgumentParser() parser.add_argument('file') #輸入文件 parser.add_argument('-o', '--output') #輸出文件 parser.add_argument('--width', type = int, default = 80) #輸出字符畫寬 parser.add_argument('--height', type = int, default = 80) #輸出字符畫高 #獲取參數 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;:,\"^`'. ") # 將256灰度映射到70個字符上 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 #字符畫輸出到文件 if OUTPUT: with open(OUTPUT,'w') as f: f.write(txt) else: with open("output.txt",'w') as f: f.write(txt) 

輸入以下命令運行腳本查看實驗效果

$ python ascii.py ascii_dora.png

注意，不同的環境中顯示的效果可能不盡相同

終端顯示的字體是不是等寬字體，終端顯示的行高和行寬，輸入輸出的圖像寬高等等，這些都會影響顯示效果

 

 

getpixel : 返回指定位置的像素，如果所打開的圖像是多層次的圖片，那這個方法就返回一個元組。

im.getpixel( xy ) => value or tuple

本實驗中的函數，我的理解是，圖片模式應該是RGBA:4元素元組， 而且：def get_char(r,g,b,alpha = 256)，這個函數里邊也是4個參數。

然后，說下我對這個程序的理解： txt += get_char(im.getpixel((j,i))) 這個函數，首先調用了im.getpixel函數，im.getpixel的參數是（j,i）。（j,i）其實是圖片的橫縱坐標。通過調用這個函數，把圖片的橫縱坐標上的顏色，分割成了(r,g,b,alpha)這個四個參數，然后調用get_char這個函數。 再說下get_char這個函數是怎么運行的。 def get_char(r,g,b,alpha = 256): if alpha == 0: //如果alpha等於0，也就是判斷圖片現在是不是沒有了。 return ' ' length = len(ascii_char)//就是上邊那一串字符串的長度 gray = int(0.2126 r + 0.7152 g + 0.0722 b) //灰度的計算公式

unit = (256.0 + 1)/length return ascii_char[int(gray/unit)] //其實這個就是gray*length/257，這個公式相當於按照灰度，在那串字符串中選一個字母。。。


為了下次看到能夠有更深的印象，我對程序做一下注釋：

from PIL import Image #從PIL模塊中引入Image這個類 import argparse #引入argparse這個模塊。argparse 庫是用來管理命令行參數輸入的

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1：import argparse

2：parser = argparse.ArgumentParser()

3：parser.add_argument()

4：parser.parse_args()

解釋：首先導入該模塊；然后創建一個解析對象；

然后向該對象中添加你要關注的命令行參數和選項

，每一個add_argument方法對應一個你要關注的參數或選項；

最后調用parse_args()方法進行解析；解析成功之后即可使用

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 #命令行輸入參數處理 parser = argparse.ArgumentParser() parser.add_argument('file') #輸入文件 parser.add_argument('-o', '--output') #輸出文件 parser.add_argument('--width', type = int, default = 80) #輸出字符畫寬 parser.add_argument('--height', type = int, default = 80) #輸出字符畫高 #獲取參數 args = parser.parse_args() IMG = args.file WIDTH = args.width HEIGHT = args.height OUTPUT = args.output 
#定義一個ascii的列表，其實就是讓圖片上的灰度與字符對應 ascii_char = list("$@B%8&WM#*oahkbdpqwmZO0QLCJUYXzcvunxrjft/\|()1{}[]?-_+~<>i!lI;:,\"^`'. ") # 將256灰度映射到70個字符上 def get_char(r,g,b,alpha = 256): #這個調用跟im.getpixel函數有關，這個函數是根據圖片的橫縱坐標，把圖片解析成r,g,b,alpha(灰度），有關的四個參數，所以這里輸入參數是四個

 if alpha == 0: #如果灰度是0，說明這里沒有圖片 return ' ' length = len(ascii_char) #計算這些字符的長度 gray = int(0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b) #把圖片的RGB值轉換成灰度值 unit = (256.0 + 1)/length #257/length return ascii_char[int(gray/unit)] #這個相當於是選出了灰度與哪個字符對應。 if __name__ == '__main__': #如果是本程序調用，則執行以下程序 im = Image.open(IMG) #打開圖片 im = im.resize((WIDTH,HEIGHT), Image.NEAREST) #更改圖片的顯示比例 txt = "" #txt初始值為空 for i in range(HEIGHT): #i代表縱坐標 for j in range(WIDTH): #j代表橫坐標 txt += get_char(*im.getpixel((j,i))) #把圖片按照橫縱坐標解析成r,g,b以及alpha這幾個參數，然后調用get_char函數，把對應的圖片轉換成灰度值，把對應值得字符存入txt中 txt += '\n' #每行的結尾處，自動換行 print txt #在界面打印txt文件 #字符畫輸出到文件 if OUTPUT: with open(OUTPUT,'w') as f: #文件輸出 f.write(txt) else: with open("output.txt",'w') as f: #文件輸出 f.write(txt)