用Python在Excel里畫出蒙娜麗莎的方法示例

更新時間：2020年04月28日 08:39:08 作者：麥麥麥造

這篇文章主要介紹了用Python在Excel里畫出蒙娜麗莎的方法示例，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

之前看到過很多頭條，說哪國某人堅持了多少年自學(xué)使用excel畫畫，效果十分驚艷。
對于他們的耐心我十分敬佩。
但是作為一個程序員，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)這個需求的基本思路是讀取這張圖片每一個像素的色彩值，然后給excel里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里面做圖像處理的時候十分常用的一個庫，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 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數(shù)，需傳入一個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文件的庫了，這里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文件

workbook.active 激活一個工作表

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)際寫的時候，還會有一些其他問題，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

這個問題其實(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)只有一位的時候在前面補(bǔ)零
  return num2

excel的單元格默認(rèn)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(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

這個問題比較嚴(yán)重。如果直接對高清大圖進(jìn)行操作，最后輸出的excel文件在打開的時候，可能會提示我們文件有問題，需要自動修復(fù)。

但是等它修復(fù)完成之后，會發(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)沒達(dá)到限制。

在經(jīng)過更換圖片、更換excel版本，修改代碼等~~不充分~~各種測試，才找到問題的原因所在。

原來是因?yàn)?，excel的原形是由多個xml文件，填充的顏色都存儲在一個style.xml文件里面，當(dāng)這個文件過大就會導(dǎo)致打開的時候報錯。

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?？s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采用灰度化、二值化等方法。

總體上來講，就是需要控制顏色數(shù)量*單元格數(shù)<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(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，一切能用Python解決的問題，最終都會用Python來解決。

全部代碼

# 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, 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 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, 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：

上面說到 顏色數(shù)量*單元格數(shù)<閾值（256^4左右)的時候，可能有人會有疑惑，這個256^4是怎么來的。

這個當(dāng)然是我測試~~信口開河~~得來的。

既然是有顏色數(shù)量跟單元格數(shù)這兩個變量，那么自然要有兩個測試方法以上。一個觀察顏色數(shù)量，一個觀察單元格數(shù)。

但我在這里只做了顏色數(shù)量的一個測試。(最大的原因就是生成上萬行*上萬列的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，確保每一個顏色都不重復(fù)，但目前計算機(jī)RGB表示的顏色最多只有256^3種

通過調(diào)整MAX_WIDTH的值來測試excel的閾值

最后生成的測試excel如下：