GIF转字符画

前言

上一次我们实现了静态图片转字符画：

https://blog.csdn.net/weixin_54143563/article/details/139778645

由此我们不禁思考，对于动态的gif应该怎么转换呢？

思路

在网上我学习到了一种思路：

1.创建中间的临时文件夹tmp，用来存放gif每一帧的画面。

2。上一步保存的每一帧画面拿出来进行字符画的处理，在继续保存到tmp中，用字符画覆盖原来第一步保存的画面。

3.将tmp中的字符画合成为gif。

其中第2步的转化字符画的核心函数为：

# 将图片处理成字符画
def img2ascii(img, ascii_chars, isgray, font, scale1):
    scale = scale1
    # 将图片转换为 RGB 模式
    im = Image.open(img).convert('RGB')
    # 设定处理后的字符画大小
    raw_width = int(im.width * scale)
    raw_height = int(im.height * scale)
    # 获取设定的字体的尺寸
    x0, y0, x1, y1 = font.getbbox(' ')

    font_x, font_y = x1-x0, y1
    # 确定单元的大小
    block_x = int(font_x * scale)
    block_y = int(font_y * scale)

    # 确定长宽各有几个单元
    w = int(raw_width/block_x)
    h = int(raw_height/block_y)
    # 将每个单元缩小为一个像素
    im = im.resize((w, h), Image.NEAREST)
    # txts 和 colors 分别存储对应块的 ASCII 字符和 RGB 值
    txts = []
    colors = []
    for i in range(h):
        line = ''
        lineColor = []
        for j in range(w):
            pixel = im.getpixel((j, i))
            lineColor.append((pixel[0], pixel[1], pixel[2]))
            line += get_char(ascii_chars, pixel[0], pixel[1], pixel[2])
        txts.append(line)
        colors.append(lineColor)
    # 创建新画布
    img_txt = Image.new('RGB', (raw_width, raw_height), (255, 255, 255))
    # 创建 ImageDraw 对象以写入 ASCII
    draw = ImageDraw.Draw(img_txt)
    for j in range(len(txts)):
        for i in range(len(txts[0])):
            if isgray:
                draw.text((i * block_x, j * block_y), txts[j][i], (119,136,153))
            else:
                draw.text((i * block_x, j * block_y), txts[j][i], colors[j][i])
    img_txt.save(img)

scale为缩放的比例，这里一般选择1即按照原来的尺寸，那么我们就可以先忽略这个参数了。

然后将图片转为RGB的模式，获取图像的大小。

接着获取字体尺寸的大小，字体文件选用的是Courier-New.ttf文件：

文件分享

由block_x和block_y分别表示字体单元的长和宽。

w和h确定了原图像中含有的单元数量

那么这里说的将每个单元缩小为一个像素应该如何理解呢？

因为w和h确定了原图像中含有的单元数量，现在将im按照最近邻算法缩小为w和h。

所以这个新缩小的图像每一个像素实际上表示的为一个单元。

简单理解就是将原图像划分为许多方格：

然后，我们将上面每一个方格看作一个元素，来创建一个新的图像im。

接着我们处理每一个单元即可。

get_char函数内容如下：

# 将不同的灰度值映射为 ASCII 字符
def get_char(ascii_chars, r, g, b):
    length = len(ascii_chars)
    gray = int(0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b)
    return ascii_chars[int(gray/(256/length))]

因此该函数实际为按原图像像素值选取ASCII字符。

最后txts为一个列表，列表中每个元素代表的每一行选取的字符串。

colors存放每个单元块的颜色信息。

下面创建原图像尺寸的画布，但是依然按照方格作为像素来遍历（这样做的好处是可以简化处理步骤）。

但是在画布draw上放置字符时，坐标为(i * block_x, j * block_y)，这是将方格又还原为了像素。

将拆分画面帧与处理字符画整合：

# 拆分 gif 将每一帧处理成字符画
def gif2pic(file, ascii_chars, isgray, font, scale):
    '''
    file: gif 文件
    ascii_chars: 灰度值对应的字符串
    isgray: 是否黑白
    font: ImageFont 对象
    scale: 缩放比例
    '''
    im = Image.open(file)
    im.seek(0)
    duration = im.info.get('duration')
    path = os.getcwd()
    if(not os.path.exists(path+"/tmp")):
        os.mkdir(path+"/tmp")
    os.chdir(path+"/tmp")
    # 清空 tmp 目录下内容
    for f in os.listdir(path+"/tmp"):
        os.remove(f)
    try:
        while 1:
            current = im.tell()
            name = file.split('.')[0]+'_tmp_'+str(current)+'.png'
            # 保存每一帧图片
            im.save(name)
            # 将每一帧处理为字符画
            img2ascii(name, ascii_chars, isgray, font, scale)
            # 继续处理下一帧
            im.seek(current+1)
    except:
        os.chdir(path)

    return duration

合成函数如下：

# 拆分 gif 将每一帧处理成字符画
#def gif2pic(file, ascii_chars, isgray, font, scale):
def gif2pic(file):
    '''
    file: gif 文件
    ascii_chars: 灰度值对应的字符串
    isgray: 是否黑白
    font: ImageFont 对象
    scale: 缩放比例
    '''
    file_reader=imageio.get_reader(file)
    gif_frames=[]
    for i,frame in enumerate(file_reader):
        im=Image.fromarray(frame)
        gif_frames.append(im)
    
    file_reader.close()
    
    return gif_frames
    #imageio.mimsave("test003.gif",gif_frames,format='GIF',duration=30,loop=0)

    print('end')

我们看看示例如何：

存在的问题

这么看貌似是实现了目标，但是对于我重新找到的示例：芙芙的表情包，来进行转换效果如下：

感觉有卡顿的现象，这是什么造成的呢？回看了一下生成的tmp中间文件，确确实实抽取了原gif的每一帧呀。

另外，将每一帧转化为字符画后保存，最后才将转化的字符画合成为gif还是有些多此一举，为什么不再每一帧转化为字符画后就写入gif动画中呢？这样我们只用遍历一次gif画面帧即可。为了实现这个步骤，我首先创建一个画面帧的列表，然后每次将转化的字符画添加进列表，最后使用

imageio.mimsave("test002.gif",images,mode='I',format='GIF')

合成gif，不过，执行这行代码总是出现这样的报错：

直接上网搜，别人使用的变量和我们是不一样的，还是不能解燃眉之急呀。

上面两个问题困扰了我很久。

经过多次尝试，我发现了其实上面两个问题是有一定联系的。

为什么会出现卡顿？

因为我们保存画面帧的时候，后缀的区别在与01，02，03·······这样的数字。在功夫熊猫的示例中，gif的帧数不超过10，所以没有卡顿的情况。

但是对于芙芙表情包，还有100帧的前提下，我们读取tmp的方式为：

打印一下读取的文件名：

发现了问题，按照字符大小来读取文件，那么10是小于2的因为我们首先比较第一个不同的字符，1小于2，因此我们并不是按照顺序读取的。

接下来，我们可以单纯提取文件名中的数字字符，然后转为整形，从而按照实际循序读取文件。但是这样显然有增加了许多计算。

那么我们直接在获取每一帧画面转字符画的时候就合成gif就可以避免文件名大小的问题了，这也就是上面我们遇到的第二个要解决的情况。

按理说，既然能够在tmp中保存每一帧的画面，那么直接利用这些画面合成一个新的gif也不应该有问题呀。我在仔细回看原来的代码，发现了这样一个细节：

画面转为RGB，还记得之前webp文件转JPG吗？因为JPG文件没有透明度的通道所以要先转为RGB，所以上面出现输入shape不匹配也是因为多了一个透明度的通道，那么我们只需要在获取每一帧后先转一下RGB再次进行后续的操作就没有问题了：

最终效果展示：

可见转化后也很丝滑了。