Python图片转字符画

实现基础

1. **像素与色彩表示基础** 

在计算机中，图片是由像素组成的。每个像素都有其特定的颜色值。在彩色图片中，通常采用RGB（红、绿、蓝）色彩模式来表示颜色，其中每个颜色通道的值范围是0 - 255。例如，纯红色可以表示为(255,0,0)，白色是(255,255,255)，黑色是(0,0,0)。 - 而在转换为字符画时，需要将这些复杂的颜色信息简化。一种常见的方法是将彩色图片转换为灰度图。灰度值可以通过一个公式来计算，例如，灰度值 \(Y = 0.2126\times R+0.7152\times G + 0.0722\times B\)（这是一种常用的计算灰度值的权重公式）。通过这种方式，将每个像素的三维颜色信息（RGB）转换为一个单一的灰度值。

2. **字符密度与灰度映射基础** 

不同的字符在视觉上有不同的“密度”。例如，“#”看起来比“.”要更黑更密集。在将灰度图转换为字符画时，需要建立一个灰度值与字符的映射关系。 - 通常会定义一个字符列表，如`chars = "@%#*+=-:. "`，这个列表中的字符从左到右看起来密度逐渐降低。然后根据像素的灰度值范围将其映射到这个字符列表中的某个字符。比如，灰度值范围是0 - 255，如果将这个范围划分为10个区间，那么灰度值在0 - 25（第1个区间）的像素可能被映射为“@”，灰度值在26 - 50（第2个区间）的像素可能被映射为“%”，以此类推。

3. **图片尺寸与字符布局基础** - 原始图片有其自身的尺寸，比如宽度为 \(w\) 像素，高度为 \(h\) 像素。在转换为字符画时，需要考虑如何按照一定的比例将这些像素转换为字符来布局。 - 一种常见的做法是根据终端或者输出区域的大小，确定一个合适的字符宽度 \(cw\) 和字符高度 \(ch\)。例如，如果终端宽度可以显示80个字符，那么可以根据原始图片的宽高比来确定字符高度，从而保证转换后的字符画在形状上与原始图片相似。假设原始图片宽高比为 \(w:h\)，当字符宽度确定为 \(cw\) 时，字符高度 \(ch=\frac{h\times cw}{w}\)。然后按照这个布局，将每个像素对应的字符依次排列，就可以得到字符画。

4. **Python库的支持基础**

**Pillow库（PIL）**：它是Python中常用的图像处理库。可以使用它来打开图片，获取图片的像素信息（包括颜色、位置等），还可以进行一些基本的图像操作，如将彩色图片转换为灰度图。例如，使用`Image.open()`函数打开图片，`convert('L')`方法将彩色图片转换为灰度图。 - 它还提供了获取图片尺寸的方法，如`size`属性可以获取图片的宽度和高度（以像素为单位），这对于按照正确的比例转换为字符画是非常重要的信息。 - **其他文本输出相关库或方式**：在Python中，要将字符输出形成字符画，可以使用简单的文件输出（将字符写入到文本文件）或者在控制台输出。如果要对字符画进行更复杂的排版或者显示，可能还会涉及到一些终端控制库，用于调整字符的颜色（虽然在基础的黑白字符画转换中用得较少）、位置等。

代码示例：

from PIL import Image # type: ignore


# 定义字符集，用于替换像素灰度值

ASCII_CHARS = "@%#*+=-:. "


def resize_image(image, new_width=100):

    """

    调整图片的大小

    :param image: 输入的图片对象

    :param new_width: 新的宽度，默认为100

    :return: 调整大小后的图片对象

    """

    width, height = image.size

    ratio = height / width / 1.65

    new_height = int(new_width * ratio)

    resized_image = image.resize((new_width, new_height))

    return resized_image


def grayify(image):

    """

    将图片转换为灰度图

    :param image: 输入的图片对象

    :return: 灰度图对象

    """

    grayscale_image = image.convert("L")

    return grayscale_image


def pixels_to_ascii(image):

    """

    将图片的像素转换为ASCII字符

    :param image: 输入的图片对象

    :return: 包含ASCII字符的字符串

    """

    pixels = image.getdata()

    # 修改此处，确保索引在有效范围内

    characters = "".join([ASCII_CHARS[min(pixel // 25, len(ASCII_CHARS) - 1)] for pixel in pixels])

    return characters



def main(image_path, new_width=100):

    try:

        # 打开图片

        image = Image.open(image_path)

    except Exception as e:

        print(f"无法打开图片: {e}")

        return


    # 调整图片大小

    resized_image = resize_image(image, new_width)

    # 转换为灰度图

    grayscale_image = grayify(resized_image)

    # 将像素转换为ASCII字符

    ascii_characters = pixels_to_ascii(grayscale_image)


    # 将ASCII字符按行分割

    pixel_count = len(ascii_characters)

    ascii_image = "\n".join([ascii_characters[i:(i + new_width)] for i in range(0, pixel_count, new_width)])


    # 输出字符画

    print(ascii_image)


    # 保存字符画到文件

    with open("ascii_image.txt", "w") as f:

        f.write(ascii_image)


if __name__ == "__main__":

    image_path = input("请输入图片的路径: ")


    main(image_path)