Python實現圖片轉字符畫

前段時間我們學習了很多Python的基礎語法，但是對于各種庫的使用還是一知半解的，接下來我們挑選出幾個重要庫，通過有意思的小項目了解這些庫的知識點。

在Python中，有一個優秀的圖像處理框架叫作PIL庫，今天我們利用PIL庫將圖片變成一幅黑白字符畫。

字符畫是一系列字符的組合，我們可以把字符看作是比較大塊的像素，一個字符能表現一種顏色，字符的種類越多，可以表現的顏色也越多，圖片也會更有層次感。

如果我們想要手工繪制出字符畫，首先要有扎實的美術基礎，其次還要花費大量的時間和精力。但是我們可以使用Python，只需要幾行代碼，就能夠將一張圖片輕而易舉地轉化為一個字符畫。

這幅小豬佩奇就是利用Python的PIL庫，通過字符代替顏色的方法完成的字符畫。

我們知道一張RGB模式的圖片是由很多個像素點組成的，而每一個像素點都有不同的顏色，而這個顏色可以由三個值表示（RGB，范圍0-255），這三個值對應組成這種顏色的三原色百分比。所以RGB模式總共可以表現256×256×256=16777216種顏色。如果可以將每個像素根據顏色找一個字符替換，這樣就能形成一個字符圖畫了。

那么問題來了，我們沒有這么多種字符來一一對應每種顏色啊，這時就要引入灰度概念了，對于黑白圖像中的像素我們可以用灰度值表示其顏色深度，范圍一般從0到255，白色為255，黑色為0。這種圖片也稱灰度圖像，我們可以通過RGB轉化灰度公式將像素的RGB值映射成灰度值。這個公式具體算法不止一種（常見的有三種），算出的結果也略有不同，有興趣的同學可以百度搜索一下其中的算法。

灰度值公式：Gray=0.2126×R+0.7152×G+0.0722×B

通過公式的轉換可以將256×256×256的顏色范圍減少到0-255的灰度范圍。但是256個數值范圍還是有點多了，難以用字符一一對應，不過稍微靈活變通一下，將兩到三個灰度值對應為一個字符便可成功解決了。

首先導入Python圖片處理庫——PIL。自定義字符畫所需要使用的字符集是ascii_char，我選擇了其中70個字符，字符順序影響與灰度的對應關系，可以根據字符畫的效果反復調整。

選擇一張需要字符畫的圖片，這里我選取了一張哆啦A夢的頭像，確定好字符畫的寬度和高度，考慮到字符本身的高寬比，為了美觀考慮圖片的寬度最好是高度的兩倍多一點。接下來我們需要定義一個get_chart函數，此函數的目的是通過灰度來區分顏色塊。利用灰度值公式計算出不同的灰度對應的不同字符。將需要的圖片導入到Python環境中，通過雙重for循環對圖像的像素點進行遍歷，利用灰度值公式進行灰度值轉換，輸出對應的字符畫。程序運行后字符畫和原圖可以做一個對比，可以發現字符畫在一些細節上還可以優化，比如根據字符的復雜程度調整list的順序，總的來說轉換過程還是達到了預期目的。

通過轉換哆啦A夢成為字符畫的案例我們又學會了一項新的技能，趕緊打開你的Python編輯器制作一幅有趣的字符畫吧，偷偷告訴你Python還可以制作GIF動態的字符動畫哦，還不趕緊去試試看。