技术

使用python实现图片转字符画

可能不少人都见过这张图……

这是一张多帧合成的gif图片, 每帧图片由ascii字符组成。

今天要讲的是如何将一张静态图片转为字符, 关于多帧合成gif的方法这里不涉及。

灰度

首先介绍一下灰度的概念。

灰度（Gray scale）数字图像是每个像素只有一个采样颜色的图像。这类图像通常显示为从最暗黑色到最亮的白色的灰度，尽管理论上这个采样可以任何颜色的不同深浅，甚至可以是不同亮度上的不同颜色。灰度图像与黑白图像不同，在计算机图像领域中黑白图像只有黑白两种颜色，灰度图像在黑色与白色之间还有许多级的颜色深度。

rgb-gray

如下图所示, 左边的第一幅是原始的彩色照片, 右边的为灰度图片。

灰度图片可以用黑白的颜色深度来表示一张图片, 这样我们可以在程序中用较大块的字符(比如M或N)来表示深色的像素, 用小块的字符(比如.或:)表示浅色。

我们设置一个列表:

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CHARS = list("""MNHQ$OC?7>!:-;. """)
CHARS_N = len(CHARS)

从左住右, 表示的颜色深度依次递减。

RGB->灰度->字符

那么如何将彩色图片转为灰度呢？

常见的公式是:

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Gray = 0.30 * R + 0.59 * G + 0.11 * B

不同的人眼对RGB颜色的感知并不相同，所以转换时候给予不同的权重。
这个原理也普遍应用于计算机图像处理系统。

这里我们使用rgb2char实现这个转换:

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def rgb2char(r, g, b, alpha=256):
    if alpha == 0:
        return ' '
    gray = float(0.30 * r + 0.59 * g + 0.11 * b)
    index = int(round(gray / 256 * (CHARS_N - 1)))
    return CHARS[index]

函数有一个alpha参数指的是图像的透明度, 为0是则表示该像素为透明像素, 我们将其转换为一个空格。

转换

实现每个像素的转换函数后, 需要对整个图片的每个像素进行处理, 这里我们使用python官方的PIL库。

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from PIL import Image
def get_image(path):
    im = Image.open(path)
    im = im.resize((HEIGHT, WIDTH), Image.NEAREST)
    return im
    
def image2text(im):
    text = []
    for i in range(HEIGHT):
        for j in range(WIDTH):
            text.append(rgb2char(*im.getpixel((j, i))))
        text.append('\n')
    return ''.join(text)
def convert(path):
    image = get_image(path)
    print(image2text(image))

至些, 基本的转换就完成了。完整的代码可以在这里看到。

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另外如果要处理复杂图片的转换需要做许多优化, 大家可以自行研究。