用Python在Excel里画出蒙娜丽莎

前言

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作者： 麦麦麦造

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基本思路

实现这个需求的基本思路是读取这张图片每一个像素的色彩值，然后给excel里的每一个单元格填充上颜色。所以主要用到的是pil、openpyxl这两个库。

pil使用

pil是python里面做图像处理的时候十分常用的一个库，功能也是十分的强大，这里只需要用到pil里一小部分的功能。

1 from pil import image
2 img = image.open(img_path) # 读取图片
3 width, height = img.size # 获取图片大小
4 r, g, b = img.getpixel((w - 1, h - 1)) # 获取像素色彩值

 

• image.open()是pil里面打开一张图片的函数，支持多种图片类型

• img_path是图片路径，可以是相对路径，也可以是绝对路径

• img.size是获取图片的size属性，包含图片的宽和高

• img.getpixel()是获取图片色彩值的函数，需传入一个tuple或list，值为像素坐标xy

openpyxl使用

openpyxl几乎是python里功能最全的操作excel文件的库了，这里也只需要用到它的一小部分功能。

1 import openpyxl
2 from openpyxl.styles import fills
3 ​
4 workbook = openpyxl.workbook() 
5 worksheet = workbook.active
6 cell.fill = fills.patternfill(fill_type="solid", fgcolor=hex_rgb)
7 workbook.save(out_file)

 

• openpyxl.workbook()新建一个excel文件

• workbook.active 激活一个工作表

• cell.fill = fills.patternfill(fill_type="solid", fgcolor=hex_rgb)填充一个单元格，fill_type="solid"是填充类型，fgcolor=hex_rgb是填充的颜色

• workbook.save()保存文件，需传入要保存的文件名

写一段代码

写这一个画图的需求需要用到的核心就是上面介绍的pil跟openpyxl的几种用法。但是在实际写的时候，还会有一些其他问题，比如：

1、getpixel()获取的颜色值是rgb十进制的，但fills.patternfill 里的fgcolor`参数接收到的颜色值是十六进制的值 这个问题其实就是十进制转十六进制，很容易解决

1 def int_to_16(num):
2     num1 = hex(num).replace('0x', '')
3     num2 = num1 if len(num1) > 1 else '0' + num1 # 位数只有一位的时候在前面补零
4     return num2

 

2、excel的单元格默认是长方形，修改为正方形才不会使图片变形

1 if h == 1:
2   _w = cell.column
3   _h = cell.col_idx
4   # 调整列宽
5   worksheet.column_dimensions[_w].width = 1
6 ​
7 # 调整行高
8 worksheet.row_dimensions[h].height = 6

 

这里用到了双重for循环，外层是width，里层是height，是一列一列的填充颜色，因此判断if h == 1，避免多次调整列宽。

3、excel支持的样式数量有限

这个问题比较严重。如果直接对高清大图进行操作，最后输出的excel文件在打开的时候，可能会提示我们文件有问题，需要自动修复。

但是等它修复完成之后，会发现填充的所有颜色都消失了！

开始以为是使用的行列数过多了原因。

查询资料后发现，13版excel支持的大行数是1048576，最大列数是16384，我们使用的单元格数量还远没达到限制。

在经过更换图片、更换excel版本，修改代码等不充分各种测试，才找到问题的原因所在。

原来是因为，excel的原形是由多个xml文件，填充的颜色都存储在一个style.xml文件里面，当这个文件过大就会导致打开的时候报错。

所以为了解决这个问题，有两个解决方案，第一是缩小图片，第二是减少图片颜色。缩小图片的时候自带减少图片颜色的功能，减少图片颜色的方法可以采用灰度化、二值化等方法。

总体上来讲，就是需要控制颜色数量*单元格数<阈值（3300w左右)。

 1 max_width = 300
 2 max_height = 300
 3 def resize(img):
 4     w, h = img.size
 5     if w > max_width:
 6         h = max_width / w * h
 7         w = max_width
 8 ​
 9     if h > max_height:
10         w = max_height / h * w
11         h = max_height
12     return img.resize((int(w), int(h)), image.antialias)

 

最终效果

苍天不负有心人，打开最后输出的excel已经可以看到效果了！

所以说，一切能用python解决的问题，最终都会用python来解决。

全部代码

 1 # draw_excel.py
 2 ​
 3 from pil import image
 4 import openpyxl
 5 from openpyxl.styles import fills
 6 import os
 7 ​
 8 max_width = 300
 9 max_height = 300
10 ​
11 def resize(img):
12     w, h = img.size
13     if w > max_width:
14         h = max_width / w * h
15         w = max_width
16 ​
17     if h > max_height:
18         w = max_height / h * w
19         h = max_height
20     return img.resize((int(w), int(h)), image.antialias)
21 ​
22 ​
23 def int_to_16(num):
24     num1 = hex(num).replace('0x', '')
25     num2 = num1 if len(num1) > 1 else '0' + num1
26     return num2
27 ​
28 ​
29 def draw_jpg(img_path):
30 ​
31     img_pic = resize(image.open(img_path))
32     img_name = os.path.basename(img_path)
33     out_file = './result/' + img_name.split('.')[0] + '.xlsx'
34     if os.path.exists(out_file):
35         os.remove(out_file)
36 ​
37     workbook = openpyxl.workbook()
38     worksheet = workbook.active
39 ​
40     width, height = img_pic.size
41 ​
42     for w in range(1, width + 1):
43 ​
44         for h in range(1, height + 1):
45             if img_pic.mode == 'rgb':
46                 r, g, b = img_pic.getpixel((w - 1, h - 1))
47             elif img_pic.mode == 'rgba':
48                 r, g, b, a = img_pic.getpixel((w - 1, h - 1))
49 ​
50             hex_rgb = int_to_16(r) + int_to_16(g) + int_to_16(b)
51 ​
52             cell = worksheet.cell(column=w, row=h)
53 ​
54             if h == 1:
55                 _w = cell.column
56                 _h = cell.col_idx
57                 # 调整列宽
58                 worksheet.column_dimensions[_w].width = 1
59             # 调整行高
60             worksheet.row_dimensions[h].height = 6
61             
62             cell.fill = fills.patternfill(fill_type="solid", fgcolor=hex_rgb)
63 ​
64         print('write in:', w, '  |  all:', width + 1)
65     print('saving...')
66     workbook.save(out_file)
67     print('success!')
68 ​
69 if __name__ == '__main__':
70     draw_jpg('mona-lisa.jpg')