用Python在Excel裡畫出蒙娜麗莎的方法示例
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。
但是作為一個程式設計師,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畫素的色彩值,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裡面做影象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)) # 獲取畫素色彩值
Image.open()
是PIL裡面開啟一張圖片的函式,支援多種圖片型別
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式,需傳入一個tuple
或list
,值為畫素座標xy
openpyxl使用
openpyxl
幾乎是Python裡功能最全的操作excel檔案的庫了,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檔案
workbook.active
啟用一個工作表
cell.fill = fills.PatternFill(fill_type="solid",fgColor=hex_rgb)
填充一個單元格,fill_type="solid"
是填充型別,fgColor=hex_rgb
是填充的顏色
workbook.save()
儲存檔案,需傳入要儲存的檔名
寫一段程式碼
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十進位制的,但
裡的
fgColor`引數接收到的顏色值是十六進位制的值
這個問題其實就是十進位制轉十六進位制,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的單元格預設是長方形,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迴圈,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支援的樣式數量有限
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檔案在開啟的時候,可能會提示我們檔案有問題,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支援的大行數是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,修改程式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檔案,填充的顏色都儲存在一個style.xml
檔案裡面,當這個檔案過大就會導致開啟的時候報錯。
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,開啟最後輸出的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。
全部程式碼
# 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,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,b = img_pic.getpixel((w - 1,h - 1)) elif img_pic.mode == 'RGBA': r,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
這兩個變數,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
是記錄顏色的變數,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。
程式碼已經全部上傳至github,歡迎大家友好交流討論 [握手]
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