Python 实现图片转字符画的示例(静态图片,gif皆可)

字符画是一种由字母、标点或其他字符组成的图画，它产生于互联网时代，在聊天软件中使用较多，本文我们看一下如何将自己喜欢的图片转成字符画。

静态图片

首先，我们来演示将静态图片转为字符画，功能实现主要用到的 Python 库为 OpenCV，安装使用 pip install opencv-python 命令即可。

功能实现的基本思路为：利用聚类将像素信息聚为 3 或 5 类，颜色最深的一类用数字密集度表示，阴影的一类用横杠（-）表示，明亮部分用空白表示。

主要代码实现如下：

def img2strimg(frame, K=5):  
 if type(frame) != np.ndarray:
   frame = np.array(frame)
 height, width, *_ = frame.shape
 frame_gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
 frame_array = np.float32(frame_gray.reshape(-1))
 criteria = (cv2.TERM_CRITERIA_EPS + cv2.TERM_CRITERIA_MAX_ITER, 10, 1.0)
 flags = cv2.KMEANS_RANDOM_CENTERS
 # 得到 labels(类别)、centroids(矩心)
 compactness, labels, centroids = cv2.kmeans(frame_array, K, None, criteria, 10, flags)
 centroids = np.uint8(centroids)
 # labels 的数个矩心以随机顺序排列，所以需要简单处理矩心
 centroids = centroids.flatten()
 centroids_sorted = sorted(centroids)
 # 获得不同 centroids 的明暗程度，0 为最暗
 centroids_index = np.array([centroids_sorted.index(value) for value in centroids])
 bright = [abs((3 * i - 2 * K) / (3 * K)) for i in range(1, 1 + K)]
 bright_bound = bright.index(np.min(bright))
 shadow = [abs((3 * i - K) / (3 * K)) for i in range(1, 1 + K)]
 shadow_bound = shadow.index(np.min(shadow))
 labels = labels.flatten()
 # 将 labels 转变为实际的明暗程度列表
 labels = centroids_index[labels]
 # 解析列表
 labels_picked = [labels[rows * width:(rows + 1) * width:2] for rows in range(0, height, 2)]
 canvas = np.zeros((3 * height, 3 * width, 3), np.uint8)
# 创建长宽为原图三倍的白色画布
 canvas.fill(255)
 y = 8
 for rows in labels_picked:
   x = 0
   for cols in rows:
     if cols <= shadow_bound:
       cv2.putText(canvas, str(random.randint(2, 9)),
             (x, y), cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN, 0.45, 1)
     elif cols <= bright_bound:
       cv2.putText(canvas, "-", (x, y),
             cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN, 0.4, 0, 1)
     x += 6
   y += 6
 return canvas

原图如下：

效果图如下：

GIF 动图

接下来我们演示将 GIF 转为字符画，功能实现主要用到的 Python 库为 imageio、Pillow，安装使用 pip install imageio/Pillow 命令即可。

功能实现的基本思路如下：

将 gif 图片的每一帧拆分为静态图片
将所有静态图片变为字符画
将所有字符画重新合成 gif
主要代码实现如下：

# 拆分 gif 将每一帧处理成字符画
def gif2pic(file, ascii_chars, isgray, font, scale):
 '''
 file: gif 文件
 ascii_chars: 灰度值对应的字符串
 isgray: 是否黑白
 font: ImageFont 对象
 scale: 缩放比例
 '''
 im = Image.open(file)
 path = os.getcwd()
 if(not os.path.exists(path+"/tmp")):
   os.mkdir(path+"/tmp")
 os.chdir(path+"/tmp")
 # 清空 tmp 目录下内容
 for f in os.listdir(path+"/tmp"):
   os.remove(f)
 try:
   while 1:
     current = im.tell()
     name = file.split('.')[0]+'_tmp_'+str(current)+'.png'
     # 保存每一帧图片
     im.save(name)
     # 将每一帧处理为字符画
     img2ascii(name, ascii_chars, isgray, font, scale)
     # 继续处理下一帧
     im.seek(current+1)
 except:
   os.chdir(path)

# 将不同的灰度值映射为 ASCII 字符
def get_char(ascii_chars, r, g, b):
 length = len(ascii_chars)
 gray = int(0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b)
 return ascii_chars[int(gray/(256/length))]

# 将图片处理成字符画
def img2ascii(img, ascii_chars, isgray, font, scale):
 scale = scale
 # 将图片转换为 RGB 模式
 im = Image.open(img).convert('RGB')
 # 设定处理后的字符画大小
 raw_width = int(im.width * scale)
 raw_height = int(im.height * scale)
 # 获取设定的字体的尺寸
 font_x, font_y = font.getsize(' ')
 # 确定单元的大小
 block_x = int(font_x * scale)
 block_y = int(font_y * scale)
 # 确定长宽各有几个单元
 w = int(raw_width/block_x)
 h = int(raw_height/block_y)
 # 将每个单元缩小为一个像素
 im = im.resize((w, h), Image.NEAREST)
 # txts 和 colors 分别存储对应块的 ASCII 字符和 RGB 值
 txts = []
 colors = []
 for i in range(h):
   line = ''
   lineColor = []
   for j in range(w):
     pixel = im.getpixel((j, i))
     lineColor.append((pixel[0], pixel[1], pixel[2]))
     line += get_char(ascii_chars, pixel[0], pixel[1], pixel[2])
   txts.append(line)
   colors.append(lineColor)
 # 创建新画布
 img_txt = Image.new('RGB', (raw_width, raw_height), (255, 255, 255))
 # 创建 ImageDraw 对象以写入 ASCII
 draw = ImageDraw.Draw(img_txt)
 for j in range(len(txts)):
   for i in range(len(txts[0])):
     if isgray:
       draw.text((i * block_x, j * block_y), txts[j][i], (119,136,153))
     else:
       draw.text((i * block_x, j * block_y), txts[j][i], colors[j][i])
 img_txt.save(img)

# 读取 tmp 目录下文件合成 gif
def pic2gif(dir_name, out_name, duration):
 path = os.getcwd()
 os.chdir(dir_name)
 dirs = os.listdir()
 images = []
 num = 0
 for d in dirs:
   images.append(imageio.imread(d))
   num += 1
 os.chdir(path)
 imageio.mimsave(out_name + '_ascii.gif',images,duration = duration)

原图如下：

黑白效果图如下：

彩色效果图如下：

总结

本文我们利用 Python 演示了将静态图和 GIF 转为字符画的方法，大家如果有兴趣的话，可以将自己喜欢的图转一下，如果对转换效果不满意，还可以修改代码，改成自己满意的效果。

示例代码：py-ascii

来源：http://www.justdopython.com/2020/10/28/ascii-char/