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
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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：
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
将GIF图片拆分成多张图片，可以通过pillow的Image模块实现
将每一张图片处理为字符画：
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
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
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
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
将生成的字符画合成GIF动图
0x02 具体实现
1. 拆分 GIF
1def gif2png(fileName, asciiChar, font, isgray, scale):
2 ''' 将GIF拆分，并将每一帧处理成字符画
3 fileName: GIF文件
4 asciiChar: 灰度值对应的字符串
5 font: ImageFont对象
6 isgray: 是否生成黑白动图
7 scale: 缩放比例
8 '''
9 im = Image.open(fileName) # GIF文件打开为一个序列
10 path = os.getcwd()
11 # Cache文件用以保存拆分后的图片和生成的字符画
12 if(not os.path.exists(path+"/Cache")):
13 os.mkdir(path+"/Cache")
14 os.chdir(path+"/Cache")
15 # 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
16 for f in os.listdir(path+"/Cache"):
17 os.remove(f)
18 # 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
19 try:
20 while 1:
21 current = im.tell()
22 name = fileName.split('.')[0]+'-'+str(current)+'.png'
23 im.save(name) # 保存每一帧图片
24 # 将每一帧处理为字符画
25 img2ascii(name, asciiChar, font, isgray, scale)
26 im.seek(current+1) # 继续处理下一帧
27 except:
28 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
1im = Image.open(img).convert('RGB') # 注意，此处需要先将图片转换为RGB模式
2# 设定处理后的字符画大小，需要为整型
3raw_width = int(im.width * scale)
4raw_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
1# 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
2# 此处使用的字体为truetype字体，大小为10px
3font_x, font_y = font.getsize(' ')
4# 确定单元的大小
5block_x = int(font_x * scale)
6block_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
1# 确定长宽各有几个单元
2w = int(raw_width/block_x)
3h = int(raw_height/block_y)
4# 将每个单元缩小为一个像素
5im = 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txts和colors中。getpixel返回的是一个包含RGB值的元组，前三项分别为R、G、B的值。
1# txts和colors分别存储对应块的ASCII字符和RGB值
2txts = []
3colors = []
4for i in range(h):
5 line = ''
6 lineColor = []
7 for j in range(w):
8 pixel = im.getpixel((j, i))
9 lineColor.append((pixel[0], pixel[1], pixel[2]))
10 line += get_char(asciiChar, pixel[0], pixel[1], pixel[2])
11txts.append(line)
12colors.append(lineColor)
遍历txts和colors，写入到新的画布上，生成字符画
1# 创建新画布
2im_txt = Image.new("RGB", (raw_width, raw_height), (255, 255, 255))
3# 创建ImageDraw对象以写入ASCII
4draw_handle = ImageDraw.Draw(im_txt)
5for j in range(len(txts)):
6 for i in range(len(txts[0])):
7 if isgray:
8 draw_handle.text((i*block_x, j*block_y), txts[j][i], (50, 50, 50))
9 else:
10 draw_handle.text((i*block_x, j*block_y), txts[j][i], colors[j][i])
11im_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。
1# 读取Cache文件夹下的文件，合成GIF动画
2def png2gif(dir_name, duration):
3 path = os.getcwd()
4 os.chdir(dir_name)
5 dirs = os.listdir()
6 images = []
7 num = 0
8 for d in dirs:
9 images.append(imageio.imread(d))
10 num += 1
11 os.chdir(path)
12 imageio.mimsave(d.split('-')[0]+'-ascii.gif',images,duration = duration)
0x03 注意事项
传入参数的类型，如Image.new、Image.resize中的尺寸均需转换为整型
处理拆分后的图像时需要转换为RGB模式
遍历图像时注意外层循环为高度，内层循环为宽度
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