Python 生成字符画

简介

这一篇介绍一下使用 Python 来进行字符画的生成。会详细介绍一下生成的步骤和生成的代码，主要分为三个步骤，使用 Pillow 获取每个像素的 RGB 值，将每个像素转换为字符串，以及最后的将图像转换为字符画。最终的生成的效果会是下面的这个样子：

上面的图可以看出，缩小看后是「铁臂阿童木」，放大看会发现这个图像是由「你好呀，我是小王。」这几个字符串组成的。

参考资料

• Python 中 Pillow 使用介绍，处理图像部分会使用到 Pillow；
• Python Fire介绍，让我们很方便的直接使用命令行来进行运行；

字符画生成的方式和原理

这一部分介绍一下生成字符画的原理和代码实现。会详细来讲解如何生成字符画，主要分为以下的几个部分，会逐一进行介绍：

• 使用 Pillow 来获取每个像素的 RGB 值；
• 将每个像素转换为字符；
• 将图像转换为字符画；

使用 Pillow 来获取每个像素的 RGB 值

一张彩色的图片是由红色 (R)，绿色 (G) 和蓝色 (B) 三种颜色的矩阵组成的。这里我们利用 Pillow 来详细说明一下。当 Pillow 读取图片的时候，整个图片相当于是在一个二位坐标系上，每个像素都有一个坐标。例如一个 2×2 的图像，每个像素的坐标如下图所示。从左到右，从上到下，坐标值为从 0 到 N：

我们使用 .getpixel() 来获得每个像素点的 RGB 值，这里返回的是元组（tuple）。例如我们想要获得 (1, 1) 这个像素的 RGB 值，则代码如下所示：

有两个特殊 RGB 色需要记忆，分别是「黑色」为 (0, 0, 0) 和「白色」的 (255, 255, 255)。关于 Pillow 的更多使用介绍，可以查看链接，Python 中 Pillow 使用介绍。

将每个像素转换为字符

上面我们了解了如何得到每个像素的 RGB 值。现在我们希望将每个像素转换为字符串。这里还是分为两个步骤：

1. 首先创建一个列表，其中为所有可以使用的符号。
2. 接着将每个像素转换为数字（可以首先将每个像素的 RGB 值求和，接着转换到 0-列表长度这个范围内），作为列表的索引，从而实现将 RGB 色转换为符号。

我们来说明一下如何将像素的 RGB 值转换为符号列表的索引。这个问题简化一下就是希望有一个函数，输入 x 是在 [0, M] 之间，希望输出的值 y 是在 [0, N] 之间。最简单的方法是建立一个一元函数，如下图所示：

于是将每个像素转换为字符串，可以写成下面的两个函数：

图像转字符画

讲完上面的「使用 Pillow 来获取每个像素的 RGB 值」和「将每个像素转换为字符」后，所有的准备工作就已经做好了。现在来完成最后一步，将图片转换为字符画。概括起来一共三个步骤：

• 读取图片，并对图片进行缩放（通常情况需要缩小图片，为了最后便于查看）；
• 定义使用的符号集（注意这里的符号需要使用全角的，因为全角长宽相等），最后图片中每个像素会使用符号集中的符号替换（通常情况白色像素点使用空格替换）；
• 遍历每一个像素点，将像素点转换为符号，并写入文件（注意换行等）；

我们将上面的三个步骤实现，最终完成的代码如下所示。主要看函数 image_process 中的三个步骤，与上面讲的三个步骤是吻合的（在 get_char_linear 中有一个参数 k，这个是因为可能输入的是 png 的图片，会多一个通道使用的）：

最终在使用的时候，可以直接在命令行中进行操作：

我们再看一个例子的效果。关于效果的查看，可以使用文本编辑器进行缩放，使用Ctrl+-进行缩放：

一些其他的

今天打开 bing 的时候没打开，第一次看到这样的错误提示，很是可爱：