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趣学Python系列之一:将GIF制作为字符动画

慕村9548890
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大概没有什么比解决现实世界里的问题更令一个创造者着迷的了。——Fenng

趣学Python系列是用python实现一系列小K觉得有意思的功能,灵感来自于网络或自己的生活,实现都比较简单,不涉及复杂的技巧,适合新手入门,希望做到有趣又有用_

话不多说,下面进入正题:用Python制作字符动画

不知道大家有没有见过这种动图:

webp

pikachu-ascii.gif

第一次在网上见到这种字符动画,内容有点不可描述,咳咳。总之就是惊为天人的感觉吧,第一反应就是:卧槽,还能这么玩?!后来琢磨了一下,做起来应该没啥难度,正好在学Python,顺手实现一个。

0x00 环境

  • 系统:Ubuntu Mate

  • Python版本:3.7,2.x太古老了,入手Python还是直接上3.x吧

  • 用到的库:

    • pillow:著名的图片处理库

    • imageio:从库的名字上就可以看出它的功能,主要是图像读写,用户最后将多张PNG合成
      GIF

    • argparser:用于提供良好的cli

0x01 思路

  1. GIF图片拆分成多张图片,可以通过pillowImage模块实现

  2. 将每一张图片处理为字符画:

    1. 将图片划分成小块,作为后续处理的最小单元,每个单元的颜色近似为其左上角的RGB数值

    2. 计算每个单元的灰度值,灰度值计算公式为:0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b

    3. 根据灰度值将ASCII字符串映射到对应的单元,同时记录每个单元原来的RGB

    4. 创建创建字符画对象,将ASCII写入到对应单元,并用记录的RGB数值填充

  3. 将生成的字符画合成GIF动图

0x02 具体实现

1. 拆分GIF

def gif2png(fileName, asciiChar, font, isgray, scale):
    ''' 将GIF拆分,并将每一帧处理成字符画
    fileName: GIF文件
    asciiChar: 灰度值对应的字符串
    font: ImageFont对象
    isgray: 是否生成黑白动图
    scale: 缩放比例
    '''
    im = Image.open(fileName)      # GIF文件打开为一个序列
    path = os.getcwd()    # Cache文件用以保存拆分后的图片和生成的字符画
    if(not os.path.exists(path+"/Cache")):
        os.mkdir(path+"/Cache")
    os.chdir(path+"/Cache")    # 清空Cache文件夹下的内容,防止多次运行时被之前的文件影响
    for f in os.listdir(path+"/Cache"):
        os.remove(f)    # GIF打开后的序列通过tell返回每一帧的索引,超出索引范围后抛出异常
    try:        while 1:
            current = im.tell()
            name = fileName.split('.')[0]+'-'+str(current)+'.png'
            im.save(name)   # 保存每一帧图片   
            # 将每一帧处理为字符画
            img2ascii(name, asciiChar, font, isgray, scale)
            im.seek(current+1)  # 继续处理下一帧
    except:
        os.chdir(path)

2. 将每一帧图片转换为字符画

首先需要将图片转换为RGB模式,并根据图片大小设定转换后的图片尺寸

im = Image.open(img).convert('RGB')  # 注意,此处需要先将图片转换为RGB模式# 设定处理后的字符画大小,需要为整型raw_width = int(im.width * scale)
raw_height = int(im.height * scale)

然后根据设定的字体大小和缩放倍数确定单元尺寸

# 获取设定的字体的尺寸,ImageFont默认的尺寸大小为6x11,其他字体会有所不同# 此处使用的字体为truetype字体,大小为10pxfont_x, font_y = font.getsize(' ')# 确定单元的大小block_x = int(font_x * scale)
block_y = int(font_y * scale)

之后将图片进行缩放,每一个单元对应缩放后的一个像素点

# 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)

对缩放后图片的每个像素点进行遍历,记录对应的字符和RGB数值,分别保存在txtscolors中。getpixel返回的是一个包含RGB值的元组,前三项分别为RGB的值。

# 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(asciiChar, pixel[0], pixel[1], pixel[2])
txts.append(line)
colors.append(lineColor)

遍历txtscolors,写入到新的画布上,生成字符画

# 创建新画布im_txt = Image.new("RGB", (raw_width, raw_height), (255, 255, 255))# 创建ImageDraw对象以写入ASCIIdraw_handle = ImageDraw.Draw(im_txt)for j in range(len(txts)):    for i in range(len(txts[0])):        if isgray:
            draw_handle.text((i*block_x, j*block_y), txts[j][i], (50, 50, 50))        else:
            draw_handle.text((i*block_x, j*block_y), txts[j][i], colors[j][i])
im_txt.save(img)

3. 将多张图片合成为GIF

主要通过imageio库来实现GIF图片的合成,其中duration为每一帧图像的持续时间,默认为0.2秒。

# 读取Cache文件夹下的文件,合成GIF动画def png2gif(dir_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(d.split('-')[0]+'-ascii.gif',images,duration = duration)

0x03 注意事项

  1. 传入参数的类型,如Image.newImage.resize中的尺寸均需转换为整型

  2. 处理拆分后的图像时需要转换为RGB模式

  3. 遍历图像时注意外层循环为高度,内层循环为宽度



作者:2048K
链接:https://www.jianshu.com/p/abcc7955ade0


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