Какой самый быстрый способ нарисовать изображение из дискретных значений пикселей в Python?
Я хочу нарисовать изображение на основе вычисленных значений пикселей, чтобы визуализировать некоторые данные. По сути, я хочу взять двумерную матрицу цветовых триплетов и визуализировать ее.
Обратите внимание, что это не обработка изображения, так как я не трансформирую существующее изображение и не делаю никаких преобразований целого изображения, и это также не векторная графика, так как нет предопределенной структуры изображения, которое я рендерину. Я, вероятно, собираюсь производить цветные аморфные капли по одному пикселю за раз.
Мне нужно визуализировать изображения размером около 1kx1k пикселей, но было бы полезно что-то масштабируемое. Конечный целевой формат - PNG или любой другой формат без потерь.
В настоящее время я использую PIL через draw.point ImageDraw, и мне было интересно, учитывая, какие специфические и относительно базовые функции мне нужны, есть ли более быстрая доступная библиотека?
6 ответов
Если у вас есть numpy и scipy (и если вы манипулируете большими массивами в Python, я бы порекомендовал их), то функция scipy.misc.pilutil.toimage очень удобна. Простой пример:
import numpy as np
import scipy.misc as smp
# Create a 1024x1024x3 array of 8 bit unsigned integers
data = np.zeros( (1024,1024,3), dtype=np.uint8 )
data[512,512] = [254,0,0] # Makes the middle pixel red
data[512,513] = [0,0,255] # Makes the next pixel blue
img = smp.toimage( data ) # Create a PIL image
img.show() # View in default viewer
Приятно то, что графические образы отлично справляются с различными типами данных, поэтому двумерный массив чисел с плавающей запятой разумно преобразуется в оттенки серого и т. Д.
Вы можете скачать numpy и scipy с http://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/misc.html.
import Image
im= Image.new('RGB', (1024, 1024))
im.putdata([(255,0,0), (0,255,0), (0,0,255)])
im.save('test.png')
Помещает красный, зеленый и синий пиксель в верхнем левом углу изображения.
im.fromstring() еще быстрее, если вы предпочитаете иметь дело со значениями байтов.
Требования
Для этого примера установите Numpy и Pillow.
пример
Цель состоит в том, чтобы сначала представить изображение, которое вы хотите создать, в виде массива массивов наборов из 3 (RGB) чисел - используйте Numpy's array(), для производительности и простоты:
import numpy
data = numpy.zeros((1024, 1024, 3), dtype=numpy.uint8)
Теперь установите значения RGB средних 3 пикселей на красный, зеленый и синий:
data[512, 511] = [255, 0, 0]
data[512, 512] = [0, 255, 0]
data[512, 513] = [0, 0, 255]
Затем используйте подушку Image.fromarray() чтобы сгенерировать изображение из массива:
from PIL import Image
image = Image.fromarray(data)
Теперь "покажите" изображение (в OS X это откроет его как временный файл в Preview):
image.show()
Заметка
Этот ответ был вдохновлен ответом BADCODE, который слишком устарел для использования и слишком отличается от простого обновления без полного переписывания.
Другой подход заключается в использовании Pyxel, реализации API TIC-80 с открытым исходным кодом в Python3 (TIC-80 - это PICO-8 с открытым исходным кодом).
Вот полное приложение, которое просто рисует один желтый пиксель на черном фоне:
import pyxel
def update():
"""This function just maps the Q key to `pyxel.quit`,
which works just like `sys.exit`."""
if pyxel.btnp(pyxel.KEY_Q): pyxel.quit()
def draw():
"""This function clears the screen and draws a single
pixel, whenever the buffer needs updating. Note that
colors are specified as palette indexes (0-15)."""
pyxel.cls(0) # clear screen (color)
pyxel.pix(10, 10, 10) # blit a pixel (x, y, color)
pyxel.init(160, 120) # initilize gui (width, height)
pyxel.run(update, draw) # run the game (*callbacks)
Примечание. Библиотека допускает использование не более шестнадцати цветов, но вы можете выбрать, какие цвета, и, возможно, вы сможете получить больше поддержки без особой работы.
Я думаю, что вы используете PIL для создания файла образа на диске, а затем загружаете его с помощью программы для чтения изображений.
Вы должны получить небольшое улучшение скорости, визуализируя непосредственно изображение в памяти (вы сэкономите стоимость записи изображения на диск и последующей его загрузки). Загляните в эту ветку https://stackru.com/questions/326300/python-best-library-for-drawing чтобы узнать, как визуализировать это изображение с помощью различных модулей Python.
Я бы лично попробовал wxpython и функцию dc.DrawBitmap. Если вы используете такой модуль, а не внешний считыватель изображений, у вас будет много преимуществ:
- скорость
- Вы сможете создать интерактивный пользовательский интерфейс с кнопками для параметров.
- Вы сможете легко запрограммировать функции Zoomin и Zoomout
- вы сможете построить изображение в процессе его вычисления, что может быть очень полезно, если вычисление занимает много времени
Вы можете использовать
turtleмодуль, если вы не хотите устанавливать внешние модули. Я создал несколько полезных функций:
-
setwindowsize( x,y )- устанавливает размер окна на x*y -
drawpixel( x, y, (r,g,b), pixelsize)- рисует пиксель в координатах x:y с цветом RGB (кортеж), с толщиной пикселя -
showimage()- отображает изображение
import turtle
def setwindowsize(x=640, y=640):
turtle.setup(x, y)
turtle.setworldcoordinates(0,0,x,y)
def drawpixel(x, y, color, pixelsize = 1 ):
turtle.tracer(0, 0)
turtle.colormode(255)
turtle.penup()
turtle.setpos(x*pixelsize,y*pixelsize)
turtle.color(color)
turtle.pendown()
turtle.begin_fill()
for i in range(4):
turtle.forward(pixelsize)
turtle.right(90)
turtle.end_fill()
def showimage():
turtle.hideturtle()
turtle.update()
Примеры:
Окно 200x200, 1 красный пиксель в центре
setwindowsize(200, 200)
drawpixel(100, 100, (255,0,0) )
showimage()
30x30 случайных цветов. Размер пикселя: 10
from random import *
setwindowsize(300,300)
for x in range(30):
for y in range(30):
color = (randint(0,255),randint(0,255),randint(0,255))
drawpixel(x,y,color,10)
showimage()
