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用Python在Excel裡畫出蒙娜麗莎的方法示例

←手機掃碼閱讀     wooen @ 2020-04-30 , reply:0

之前看到過很多頭條,說哪國某人堅持了多少年自學使用excel畫畫,效果十分驚豔。

對於他們的耐心我十分敬佩。

但是作為一個程序員,自然也得挑戰一下自己。

這種需求,我們十分鐘就可以完成!

基本思路

實現這個需求的基本思路是讀取這張圖片每一個像素的色彩值,然後給excel裡的每一個單元格填充上顏色。所以主要用到的是 PIL 、 openpyxl 這兩個庫。

PIL使用

PIL 是Python裡面做圖像處理的時候十分常用的一個庫,功能也是十分的強大,這裡只需要用到 PIL 裡一小部分的功能。

from PIL import Image img = Image.open(img_path) # 讀取圖片 width, height = img.size # 獲取圖片大小 r, g, b = img.getpixel((w - 1, h - 1)) # 獲取像素色彩值

Image.open() 是PIL裡面打開一張圖片的函數,支持多種圖片類型

img_path 是圖片路徑,可以是相對路徑,也可以是絕對路徑

img.size 是獲取圖片的 size 屬性,包含圖片的寬和高

img.getpixel() 是獲取圖片色彩值的函數,需傳入一個 tuple 或 list ,值為像素座標 xy

openpyxl使用

openpyxl 幾乎是Python裡功能最全的操作excel文件的庫了,這裡也只需要用到它的一小部分功能。

import openpyxl from openpyxl.styles import fills workbook = openpyxl.Workbook() worksheet = workbook.active cell.fill = fills.PatternFill(fill_type="solid", fgColor=hex_rgb) workbook.save(out_file)

openpyxl.Workbook() 新建一個excel文件

workbook.active 激活一個工作表

cell.fill = fills.PatternFill(fill_type="solid", fgColor=hex_rgb) 填充一個單元格, fill_type="solid" 是填充類型, fgColor=hex_rgb 是填充的顏色

workbook.save() 保存文件,需傳入要保存的文件名

寫一段代碼

寫這一個畫圖的需求需要用到的核心就是上面介紹的 PIL 跟 openpyxl 的幾種用法。但是在實際寫的時候,還會有一些其他問題,比如:

getpixel() 獲取的顏色值是rgb十進制的,但 fills.PatternFill 裡的 fgColor`參數接收到的顏色值是十六進制的值

這個問題其實就是十進制轉十六進制,很容易解決

def int_to_16(num): num1 = hex(num).replace('0x', '') num2 = num1 if len(num1) > 1 else '0' + num1 # 位數只有一位的時候在前面補零 return num2

excel的單元格默認是長方形,修改為正方形才不會使圖片變形

if h == 1: _w = cell.column _h = cell.col_idx # 調整列寬 worksheet.column_dimensions[_w].width = 1 # 調整行高 worksheet.row_dimensions[h].height = 6

這裡用到了雙重for循環,外層是 width ,裡層是 height ,是一列一列的填充顏色,因此判斷 if h == 1 ,避免多次調整列寬。

excel支持的樣式數量有限

這個問題比較嚴重。如果直接對高清大圖進行操作,最後輸出的excel文件在打開的時候,可能會提示我們文件有問題,需要自動修復。

但是等它修復完成之後,會發現填充的所有顏色都消失了!





一開始以為是使用的行列數過多了原因。

查詢資料後發現,13版excel支持的大行數是1048576,最大列數是16384,我們使用的單元格數量還遠沒達到限制。

在經過更換圖片、更換excel版本,修改代碼等 不充分 各種測試,才找到問題的原因所在。

原來是因為,excel的原形是由多個xml文件,填充的顏色都存儲在一個 style.xml 文件裡面,當這個文件過大就會導致打開的時候報錯。

所以為了解決這個問題,有兩個解決方案,第一是縮小圖片,第二是減少圖片顏色。縮小圖片的時候自帶減少圖片顏色的功能,減少圖片顏色的方法可以採用灰度化、二值化等方法。

總體上來講,就是需要控制 顏色數量*單元格數<閾值(3300w左右) 。

MAX_WIDTH = 300 MAX_HEIGHT = 300 def resize(img): w, h = img.size if w > MAX_WIDTH: h = MAX_WIDTH / w * h w = MAX_WIDTH if h > MAX_HEIGHT: w = MAX_HEIGHT / h * w h = MAX_HEIGHT return img.resize((int(w), int(h)), Image.ANTIALIAS)

最終效果

蒼天不負有心人,打開最後輸出的excel已經可以看到效果了!

所以說,一切能用Python解決的問題,最終都會用Python來解決。

全部代碼

# draw_excel.py from PIL import Image import openpyxl from openpyxl.styles import fills import os MAX_WIDTH = 300 MAX_HEIGHT = 300 def resize(img): w, h = img.size if w > MAX_WIDTH: h = MAX_WIDTH / w * h w = MAX_WIDTH if h > MAX_HEIGHT: w = MAX_HEIGHT / h * w h = MAX_HEIGHT return img.resize((int(w), int(h)), Image.ANTIALIAS) def int_to_16(num): num1 = hex(num).replace('0x', '') num2 = num1 if len(num1) > 1 else '0' + num1 return num2 def draw_jpg(img_path): img_pic = resize(Image.open(img_path)) img_name = os.path.basename(img_path) out_file = './result/' + img_name.split('.')[0] + '.xlsx' if os.path.exists(out_file): os.remove(out_file) workbook = openpyxl.Workbook() worksheet = workbook.active width, height = img_pic.size for w in range(1, width + 1): for h in range(1, height + 1): if img_pic.mode == 'RGB': r, g, b = img_pic.getpixel((w - 1, h - 1)) elif img_pic.mode == 'RGBA': r, g, b, a = img_pic.getpixel((w - 1, h - 1)) hex_rgb = int_to_16(r) + int_to_16(g) + int_to_16(b) cell = worksheet.cell(column=w, row=h) if h == 1: _w = cell.column _h = cell.col_idx # 調整列寬 worksheet.column_dimensions[_w].width = 1 # 調整行高 worksheet.row_dimensions[h].height = 6 cell.fill = fills.PatternFill(fill_type="solid", fgColor=hex_rgb) print('write in:', w, ' | all:', width + 1) print('saving...') workbook.save(out_file) print('success!') if __name__ == '__main__': draw_jpg('mona-lisa.jpg')

附:

上面說到 顏色數量*單元格數<閾值(256^4左右) 的時候,可能有人會有疑惑,這個 256^4 是怎麼來的。

這個當然是我測試 信口開河 得來的。

既然是有 顏色數量 跟 單元格數 這兩個變量,那麼自然要有兩個測試方法以上。一個觀察 顏色數量 ,一個觀察 單元格數 。

但我在這裡只做了 顏色數量 的一個測試。(最大的原因就是生成上萬行*上萬列的excel實在是太久了...懶...)

count = 0 MAX_WIDTH = 255 for w in range(1, MAX_WIDTH + 1): for h in range(1, MAX_WIDTH + 1): cell = worksheet.cell(column=w, row=h) if h == 1: _w = cell.column _h = cell.col_idx # 調整列寬 worksheet.column_dimensions[_w].width = 1 # 調整行高 worksheet.row_dimensions[h].height = 6 if count < 255 ** 3: back = int_to_16(num=count) back = '0' * (6 - len(back)) + back else: back = ''.join([int_to_16(random.randint(0, 255)) for _ in range(3)]) cell.fill = fills.PatternFill(fill_type="solid", fgColor=back) count += 1

count 是記錄顏色的變量,確保每一個顏色都不重複,但目前計算機RGB表示的顏色最多隻有256^3種

通過調整 MAX_WIDTH 的值來測試excel的閾值

最後生成的測試excel如下:





...還有點好看。!??

最後

由於精力有限,能力也有限 ,所以沒有測試單一顏色的,也可能有其他的方法能沒有這個閾值的限制。



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