用Python在Excel里畫出蒙娜麗莎的方法示例
之前看到過(guò)很多頭條,說(shuō)哪國(guó)某人堅(jiān)持了多少年自學(xué)使用excel畫畫,效果十分驚艷。 對(duì)于他們的耐心我十分敬佩。 但是作為一個(gè)程序員,自然也得挑戰(zhàn)一下自己。 這種需求,我們十分鐘就可以完成!
基本思路
實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求的基本思路是讀取這張圖片每一個(gè)像素的色彩值,然后給excel里的每一個(gè)單元格填充上顏色。所以主要用到的是PIL、openpyxl這兩個(gè)庫(kù)。
PIL使用
PIL是Python里面做圖像處理的時(shí)候十分常用的一個(gè)庫(kù),功能也是十分的強(qiáng)大,這里只需要用到PIL里一小部分的功能。
from PIL import Imageimg = 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里面打開一張圖片的函數(shù),支持多種圖片類型
img_path是圖片路徑,可以是相對(duì)路徑,也可以是絕對(duì)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(shù),需傳入一個(gè)tuple或list,值為像素坐標(biāo)xy
openpyxl使用
openpyxl幾乎是Python里功能最全的操作excel文件的庫(kù)了,這里也只需要用到它的一小部分功能。
import openpyxlfrom openpyxl.styles import fillsworkbook = openpyxl.Workbook() worksheet = workbook.activecell.fill = fills.PatternFill(fill_type='solid', fgColor=hex_rgb)workbook.save(out_file)
openpyxl.Workbook() 新建一個(gè)excel文件
workbook.active 激活一個(gè)工作表
cell.fill = fills.PatternFill(fill_type='solid', fgColor=hex_rgb)填充一個(gè)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(gè)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(shí)際寫的時(shí)候,還會(huì)有一些其他問(wèn)題,比如:
getpixel()獲取的顏色值是rgb十進(jìn)制的,但fills.PatternFill 里的fgColor`參數(shù)接收到的顏色值是十六進(jìn)制的值
這個(gè)問(wèn)題其實(shí)就是十進(jìn)制轉(zhuǎn)十六進(jìn)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(shù)只有一位的時(shí)候在前面補(bǔ)零 return num2
excel的單元格默認(rèn)是長(zhǎng)方形,修改為正方形才不會(huì)使圖片變形
if h == 1: _w = cell.column _h = cell.col_idx # 調(diào)整列寬 worksheet.column_dimensions[_w].width = 1# 調(diào)整行高worksheet.row_dimensions[h].height = 6
這里用到了雙重for循環(huán),外層是width,里層是height,是一列一列的填充顏色,因此判斷if h == 1,避免多次調(diào)整列寬。
excel支持的樣式數(shù)量有限
這個(gè)問(wèn)題比較嚴(yán)重。如果直接對(duì)高清大圖進(jìn)行操作,最后輸出的excel文件在打開的時(shí)候,可能會(huì)提示我們文件有問(wèn)題,需要自動(dòng)修復(fù)。
但是等它修復(fù)完成之后,會(huì)發(fā)現(xiàn)填充的所有顏色都消失了!
一開始以為是使用的行列數(shù)過(guò)多了原因。
查詢資料后發(fā)現(xiàn),13版excel支持的大行數(shù)是1048576,最大列數(shù)是16384,我們使用的單元格數(shù)量還遠(yuǎn)沒(méi)達(dá)到限制。
在經(jīng)過(guò)更換圖片、更換excel版本,修改代碼等不充分各種測(cè)試,才找到問(wèn)題的原因所在。
原來(lái)是因?yàn)椋琫xcel的原形是由多個(gè)xml文件,填充的顏色都存儲(chǔ)在一個(gè)style.xml文件里面,當(dāng)這個(gè)文件過(guò)大就會(huì)導(dǎo)致打開的時(shí)候報(bào)錯(cuò)。
所以為了解決這個(gè)問(wèn)題,有兩個(gè)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(shí)候自帶減少圖片顏色的功能,減少圖片顏色的方法可以采用灰度化、二值化等方法。
總體上來(lái)講,就是需要控制顏色數(shù)量*單元格數(shù)<閾值(3300w左右)。
MAX_WIDTH = 300MAX_HEIGHT = 300def 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(fù)有心人,打開最后輸出的excel已經(jīng)可以看到效果了!
所以說(shuō),一切能用Python解決的問(wèn)題,最終都會(huì)用Python來(lái)解決。
全部代碼
# draw_excel.pyfrom PIL import Imageimport openpyxlfrom openpyxl.styles import fillsimport osMAX_WIDTH = 300MAX_HEIGHT = 300def 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 num2def 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(diào)整列寬worksheet.column_dimensions[_w].width = 1 # 調(diào)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(shuō)到 顏色數(shù)量*單元格數(shù)<閾值(256^4左右)的時(shí)候,可能有人會(huì)有疑惑,這個(gè)256^4是怎么來(lái)的。
這個(gè)當(dāng)然是我測(cè)試信口開河得來(lái)的。
既然是有顏色數(shù)量跟單元格數(shù)這兩個(gè)變量,那么自然要有兩個(gè)測(cè)試方法以上。一個(gè)觀察顏色數(shù)量,一個(gè)觀察單元格數(shù)。
但我在這里只做了顏色數(shù)量的一個(gè)測(cè)試。(最大的原因就是生成上萬(wàn)行*上萬(wàn)列的excel實(shí)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(diào)整列寬worksheet.column_dimensions[_w].width = 1 # 調(diào)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(gè)顏色都不重復(fù),但目前計(jì)算機(jī)RGB表示的顏色最多只有256^3種
通過(guò)調(diào)整MAX_WIDTH的值來(lái)測(cè)試excel的閾值
最后生成的測(cè)試excel如下:
...還有點(diǎn)好看。!??
最后
由于精力有限,能力也有限 ,所以沒(méi)有測(cè)試單一顏色的,也可能有其他的方法能沒(méi)有這個(gè)閾值的限制。
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