自学Python第二十三天- pillow 库，图形处理及绘画

自学Python第二十三天- pillow 库，图形处理及绘画

• pillow 的安装及引用
• 图形基础 Image 类
• • 创建图片
  • 加载图片
  • Image 图形对象的常用方法和属性
  • • resize 方法
    • convert 方法
    • paste 方法
    • rotate 方法
    • filter 方法
    • load 方法
    • show 方法
    • save 方法
    • size 属性
  • 释放对象资源
• 文本图形 ImageFont 类
• • 从字体文件创建图形的字体对象
  • ImageFont 字体的常用方法
  • • getbbox 方法
• 绘画 ImageDraw 类
• • 创建绘画对象
  • 画点
  • 画线
  • 画圆
  • 画文本

pillow 是 python 的一个比较常用的图形处理及绘制的第三方库

pillow 的安装及引用

pip install pillow

from PIL import Image, ImageDraw

图形基础 Image 类

pillow 最基础最常用的就是 Image 类了，它可以创建、载入一张图片，然后进行进一步的处理

创建图片

使用 Image 的 new 方法可以创建一个新的图形对象，格式为 PIL.Image.new(mode, size, color=0) -> PIL.Image.Image 。

• mode :图形模式，最常用的格式为 RGB (三色模式) 和 RGBA (带 alpha 通道即透明效果的 RGB 模式)。
  RGB 模式下每个像素信息为三字节，分别表示该像素的红绿蓝值，取值范围 0-255 共256级，数值越大该色越亮，所以 (0,0,0) 为最暗是黑色，(255,255,255)为最亮是白色。RGBA 模式下多了一个字节的透明度，0为图形最暗即完全透明，255为图形最亮即完全不透明。
• size :创建图形的大小，有一个元组 (x,y) 表示，单位像素。
• color :创建图形的颜色，是一个颜色元组，需要和 mode 相匹配。

img = Image.new(mode='RGB', size=(120, 30), color=(255, 255, 255)) 	# 创建一个 120x30 大小的白色的 RGB 图形
new_img = Image.new(mode='RGBA', size=(200, 100), color=(255, 255, 255, 0))		# 创建一个 200x100 大小的白色且完全透明的 RGBA 图形

通常创建的图形可以作为“画布”，之后各种处理和绘画都会在画布上进行。

加载图片

使用 Image 的 open 方法可以加载一个图形文件，格式为 PIL.Image.open(fp, mode="r", formats=None) ->PIL.Image.Image 。

• fp :即 filepath ，文件路径
• mode :加载模式，默认只读
• format :使用那种图形格式来加载图片文件，默认 None 即尝试所有支持的文件格式

image = Image.open('image.png')

Image 图形对象的常用方法和属性

当加载或创建了一个图形对象后，可以使用一些方法对其进行操作

resize 方法

使用 resize 方法可以重新调整大小，格式为 Image.resize(size, resample=None, box=None, reducing_gap=None) ->PIL.Image.Image

• size : 调整后的大小，一个由宽和高组成的二元元组，单位是像素
• resample : 重采样过滤器
• box : 一个可选的4元元组浮点数，提供要缩放的源图像区域。这些值必须在 (0, 0, width, height) 矩形内。默认无表示整个源图像
• reducing_gap : 采样优化

image = Image.open('image.png')
imgae.resize((500, 400))

需注意的是可能出现比例失调以及锯齿化的情况

convert 方法

convert 方法可以转换图像模式，其格式为 Image.convert(mode=None, matrix=None, dither=None, palette=Palette.WEB, colors=256)

• mode : 转换的模式，默认不转换，常用的参数类型有 L (灰度，8位)、RGB(三原色，8x3位)、RGBA(带alpha通道的三原色，8x4位)、1(黑白，1位像素但存储为8位)、YCbCr(彩色视频格式，3x8位)

im = im.convert('L')

paste 方法

可以使用 paste 方法将一个 Image 对象粘贴当前对象中，格式为 Image.paste(im, box=None, mask=None)

• im : 要复制的 Image 对象
• box : 使用4元元组表示要粘贴到当前对象的位置及大小，使用2元元组表示粘贴大小(位置为默认的 0,0)，默认为None表示坐标(0,0)处粘贴且不改变大小
• mask :遮罩图像

image = Image.open('image.png')
img = Image.open('small_imgae.png')
image.paste(img, (50, 50, 100, 100))

rotate 方法

rotate 方法可以选择图像，格式为 Image.rotate(angle,expand=0,center=None,fillcolor=None)->Image

• angle : 以逆时针方向选择的角度
• expand : 如果为真，则扩展输出图像以使其足够大以容纳整个旋转图像。如果为 false 或省略，则使输出图像与输入图像大小相同。
• center : 选择中心坐标，以图像左上角为原点
• fillcolor : 旋转后没有图像信息的像素的填充颜色

image = image.rotate(90)

filter 方法

filter 方法可以进行图像滤波，主要是对图像进行平滑、锐化、边界增强等滤波处理。格式为 Image.filter(filter)->Image

filter 是过滤器，是 pillow 里的一个类: ImageFilter，较常使用的有：

• BLUR :模糊
• CONTOUR :轮廓
• DETAIL :细节
• EDGE_ENHANCE : 边缘强化
• EMBOSS :浮雕
• FIND_EDGES :边缘突出
• SHARPEN :锐化
• SMOOTH :平滑

img = img.filter(ImageFilter.EMBOSS)

load 方法

用于获取图像的像素信息，返回值是一个存储了像素信息的矩阵。

pix_info = img.load()		# 获取 img 的像素信息，因为是矩阵，所以可用使用坐标进行定位
pix = pix_info[100, 200]		# 返回目标坐标的像素信息

show 方法

当处理完图像时，可以使用 show 方法进行查看。show 方法将创建一个临时文件，并使用默认图像浏览软件打开这个临时文件。

image = Image.open('image.png')
image.show(title=None)		# title 是打开图像的标题

save 方法

save 方法用于保存为文件，格式为 Image.save(fp, format=None)

• fp : filepath，文件路径
• format : 保存格式

image.save('image.png')

size 属性

可以使用 size 属性获取对象的宽和高

width, height = img.size

释放对象资源

使用 Image.close() 方法关闭对象并释放资源

文本图形 ImageFont 类

ImageFont 用于处理图像中的文本

从字体文件创建图形的字体对象

使用 ImageFont 的 truetype 方法，可以从 TrueType 类型的字体文件创建图形的字体对象。相当于画板中输入文本的工具。

格式为 ImageFont.truetype(font=None, size=10, index=0, encoding="", layout_engine=None) -> Font

• font : 字体文件的文件名，如果当前目录没有此文件则会在系统字体文件夹内查找
• size : 字体的大小，单位为像素
• index : 需要从字体文件中加载的字体，默认第一个可用的字体
• encoding : 编码格式，默认为 unicode
• layout_engine : 使用的引擎

font = ImageFont.truetype('msyh_boot.ttf',size=28)

ImageFont 字体的常用方法 getbbox 方法

getbbox 方法可以根据一段文本获取其相对于给定锚点的相对位置及大小(getsize方法即将不再使用，用此方法进行替代)，格式为 ImageFont.getbbox(text,mode="",direction=None,features=None,language=None,stroke_width=0,anchor=None) -> tuple(left, top, right, bottom)

• text : 渲染的文本
• direction : 文本方向，例如 rtl (右到左) 、ttb (上到下) 等，需要库支持
• language : 文本语言
• stroke_width : 文本笔划的宽度
• anchor : 文本对其锚点，默认左上角

print(font.getbbox('x'))		# (0, 0, 8, 11) 即锚点位置 0, 0  渲染的文本大小为 (8-0, 11-0)

绘画 ImageDraw 类

ImageDraw 用于绘制图形

创建绘画对象

使用 ImageDraw 的 Draw 方法能够创建一个绘画对象，在一个 Image 对象上绘制图形。格式为 ImageDraw.Draw(im, mode=None) ->ImageDraw

• im : 要绘制图形的 Image 对象
• mode : 创建的模式，类似于 Image 对象的 mode 模式

img = Image.new(mode='RGB', size=(120, 30), color=(255, 255, 255))
draw = ImageDraw.Draw(img, mode='RGB')

画点

使用 ImageDraw 的 point 方法可以绘制一个点。格式为 ImageDraw.point(xy, fill=None)

• xy : 要绘制点的坐标，二元元组
• fill : 绘制的颜色，可以是 ‘red’、‘black’ 等预设的颜色字符串或 RGB 色

draw = ImageDraw.Draw(img, mode='RGB')
draw.point((100, 20), fill='black')

画线

使用 ImageDraw 的 line 方法绘制一条线。格式为 ImageDraw.line(xy, fill=None, width=0, joint=None)

• xy : 要绘制的线的坐标，4元元组，表示起点坐标和终点坐标
• fill : 绘制的颜色，可以是 ‘red’、‘black’ 等预设的颜色字符串或 RGB 色
• width : 绘制线宽度，单位像素

draw.line((10, 10, 100, 20), fill=(0, 0, 0))

画圆

使用 ImageDraw 的 arc 方法绘制圆形。格式为 ImageDraw.arc(xy, start, end, fill=None, width=1)

• xy : 要绘制圆形所在的正方形位置，四元元组，表示正方形的左上角和右下角坐标
• start : 绘制圆形的开始角度，以三点钟方向为 0 度，顺时针
• end : 绘制圆形的结束角度，以三点钟方向为 0 度，顺时针
• fill : 绘制的颜色
• width : 绘制的宽度

draw.arc((10, 10, 100, 100), 0, 270, fill='red', width=4)

画文本

使用 ImageDraw 的 text 方法直接绘制文本。格式为 ImageDraw.text(xy,text,fill=None,font=None,anchor=None,spacing=4,align='left',direction=None,features=None,language=None,stroke_width=0,stroke_fill=None,embedded_color=False)

• xy : 要绘制文本的左上角坐标
• text : 文本内容
• fill : 绘制的颜色
• font : 使用的字体对象 (ImageFont对象)

draw.text((10, 10), 'hello world', fill='red')