python numpy，用python进行图片素描

简介：

首先介绍素描——使用单一色彩表现明度变化的绘画。

由素描的定义可显而易见，我们目标则是将图片转为灰度图，即单通道。

为了表现色彩的明度变化，我们可以在代码中增加一种光源效果，从而达到灰度变化以模拟视觉的远近效果

所需库：

from PIL import Image
import numpy as np

代码介绍：

1.获取图片灰度转入数组，方便接下的计算。

a=np.asarray(Image.open("2022.PNG").convert("L")).astype("float")

2.分别获取图像梯度值 进行归一化处理

depth=10
grad=np.gradient(a) #取图像灰度的梯度值
grad_x,grad_y=grad #分别取纵横向图像梯度值
grad_x=grad_x * depth/100.
grad_y=grad_y * depth/100.

3.归一化操作

A=np.sqrt(grad_x ** 2 + grad_y ** 2 + 1.) #取平方根
uni_x=grad_x / A
uni_y=grad_y / A
uni_z=1. / A

4.添加光源效果，考虑光源对xyz轴影响，再用sin和cos函数进行计算（网上搜到的）

vec_el=np.pi / 2.2 # 光源的俯视角度
vec_az=np.pi / 4.  # 光源的方位角度
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

5.计算新的像素值，并将像素值高于255，低于0的值筛出

b=255*(dx * uni_x +dy*uni_y+dz*uni_z) #光源归一化
b=b.clip(0,255) # 避免数据越界，将生成的灰度值裁剪至0-255之间

6.重构像素，保存图片

im=Image.fromarray(b.astype("uint8")) # 重构图像(将数组转化成图像)
im.save('2022_sumiao.jpg')

代码运行：

  运行后会在同文件夹中直接保存

结果展示：

 小结：

 粘贴上面所有代码即可运行，大佬们可以用以此为延申来做素描画风的视频