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：

Linux 命令行操作
Python 基础
pillow 库的使用
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.outputascii_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)