3.python数据分析及展示-----图像的手绘效果

1.图像的数组表示

图像一般使用RGB色彩模式，即每个像素点的颜色由红(R)、绿(G)、蓝(B)组成。

RGB三个颜色通道的变化和叠加得到各种颜色，其中

                   •R 红色，取值范围，0‐255

                   •G 绿色，取值范围，0‐255 

                   •B 蓝色，取值范围，0‐255 

RGB形成的颜色包括了人类视力所能感知的所有颜色。

2.PIL库（PIL，Python Image Library）

PIL库是一个具有强大图像处理能力的第三方库

 在命令行下的安装方法：pip install pillow

        from PILimport Image

Image是PIL库中代表一个图像的类（对象）

图像是一个由像素组成的二维矩阵，每个元素是一个RGB值

from PIL import Image
import numpy as np
im =np.array(Image.open("证件照.jpg"))
print(im.shape,im.dtype)
#(1066, 782, 3) uint8

3.图像的变换

读入图像后，获得像素RGB值，修改后保存为新的文件

from PIL import Image
import numpy as np
im =np.array(Image.open("证件照.jpg"))
print(im.shape,im.dtype)
#(1066, 782, 3) uint8
b=[255,255,255]-im
a=Image.fromarray(b.astype('uint8'))
a.save("a.jpg")

from PIL import Image
import numpy as np
im =np.array(Image.open("证件照.jpg"))
print(im.shape,im.dtype)
#(1066, 782, 3) uint8
#b=[255,255,255]-im
#b=(100/255)*im+150 #区间变换
b=255*(im/255)**2  #像素平方
a=Image.fromarray(b.astype('uint8'))
a.save("a.jpg")

4.图像的手绘效果

from PIL import Image
import numpy as np
a=np.asarray(Image.open("male.jpg").convert('L')).astype('float')
print(a.shape,a.dtype)
depth = 10 #(0-100)
grad =np.gradient(a) #取图像灰度的梯度值
print(grad)
grad_x ,grad_y = grad #分别取纵横图像梯度值
grad_x=grad_x*depth/100.
grad_y=grad_y*depth/100.
A=np.sqrt(grad_x**2+grad_y**2+1.)
uni_x =grad_x/A
uni_y =grad_y/A
uni_z =1./A

vec_el =np.pi/2.2  #光源的俯视角度，弧度值
vec_az =np.pi/4.   #光源的方位角度，弧度值
dx =np.cos(vec_el)*np.cos(vec_az) #光源对x轴的影响
dy=np.cos(vec_el)*np.sin(vec_az)  #光源对y轴的影响
dz =np.sin(vec_el)                #光源对z轴的影响

b= 255*(dx*uni_x+dy*uni_y+dz*uni_z) #光源归一化
b =b.clip(0,255)

im=Image.fromarray(b.astype('uint8')) #重构图像
im.save('male_liu.jpg')