序言

Question

序言

此主题会不时在 SO 上弹出，但通常会因为写得不好而被删除。我看到很多这样的问题，然后在请求附加信息时从 OP （通常的低代表）中保持沉默。如果输入对我来说足够好，我决定回答它并且通常在活动时每天获得一些向上投票，但几周之后问题被删除/删除并且所有从一开始就开始。所以我决定写下 Q＆amp; A ，这样我就可以直接引用这些问题，而不会一遍又一遍地重写答案......

另一个原因也是这个META thread针对我，所以如果您有其他意见，请随时发表评论。

问题

如何使用 C ++ 将位图图像转换为 ASCII art ？

一些限制：

灰度图像
使用单倍间距字体
保持简单（不要为初级程序员使用太高级的东西）

这是一个相关的Wiki页面ASCII art（感谢@RogerRowland）

Answer 1

还有更多的图像到ASCII艺术转换的方法，主要是基于使用单倍间距字体来简化我只坚持基础：

基于像素/区域强度（阴影）

此方法将像素区域的每个像素处理为单个点。我们的想法是计算这个点的平均灰度强度，然后将其替换为具有足够接近计算强度的字符。为此我们需要一些可用字符列表，每个字符都有预先计算的强度，我们称之为字符map。要更快地选择哪个角色最适合哪种强度有两种方式：

线性分布的强度字符图

因此我们只使用具有相同步长的强度差异的字符。换句话说，当按升序排序时：
```
intensity_of(map[i])=intensity_of(map[i-1])+constant;
```
当我们的角色map被排序时，我们可以直接从强度计算角色（不需要搜索）
```
character=map[intensity_of(dot)/constant];
```
任意分布式强度字符映射

所以我们有一系列可用的字符及其强度。我们需要找到最接近intensity_of(dot)的强度。如果我们对map[]进行排序，我们可以使用二分搜索，否则我们需要O(n)搜索最小距离循环或O(1)字典。有时为了简单起见，字符map[]可以处理为线性分布，导致结果中通常看不到的轻微伽玛失真，除非您知道要查找的内容。

基于强度的转换对于灰度图像（不仅仅是黑白）也很有用。如果您选择点作为单个像素，则结果会变大（1个像素 - >单个字符），因此对于较大的图像，选择一个区域（字体大小的倍数）来保留纵横比并且不会放大太多。

怎么做：

将图像均匀分割为（灰度）像素或（矩形）区域点＆＃39; s
计算每个像素/区域的强度
使用最接近强度的字符映射中的字符替换

作为字符map，您可以使用任何字符，但如果字符沿着字符区域均匀分布像素，则结果会更好。对于初学者，您可以使用：

char map[10]=" .,:;ox%#@";

按降序排序并假装线性分布。

因此，如果像素/区域的强度为i = <0-255>，则替换字符将为

map[(255-i)*10/256];

如果i==0则像素/区域为黑色，如果i==127则像素/区域为灰色，如果i==255则像素/区域为白色。您可以在map[] ...

这是我在C ++和VCL中的古老例子：

AnsiString m=" .,:;ox%#@";
Graphics::TBitmap *bmp=new Graphics::TBitmap;
bmp->LoadFromFile("pic.bmp");
bmp->HandleType=bmDIB;
bmp->PixelFormat=pf24bit;

int x,y,i,c,l;
BYTE *p;
AnsiString s,endl;
endl=char(13); endl+=char(10);
l=m.Length();
s="";
for (y=0;y<bmp->Height;y++)
    {
    p=(BYTE*)bmp->ScanLine[y];
    for (x=0;x<bmp->Width;x++)
        {
        i =p[x+x+x+0];
        i+=p[x+x+x+1];
        i+=p[x+x+x+2];
        i=(i*l)/768;
        s+=m[l-i];
        }
    s+=endl;
    }
mm_log->Lines->Text=s;
mm_log->Lines->SaveToFile("pic.txt");
delete bmp;

mm_log是输出文本的备忘录
bmp是输入位图
AnsiString是VCL类型字符串索引形式1而不是0 char* !!!

这是结果：Slightly NSFW intensity example image

左边是ASCII艺术输出（字体大小5px），右边输入图像缩放几次。正如您所看到的，输出是更大的像素 - ＆gt;字符。如果你使用更大的区域而不是像素，那么缩放比较小，但当然输出在视觉上不那么令人愉悦。 这种方法非常简单快速地进行编码/处理。

当您添加更多高级内容时：

自动地图计算
自动像素/区域大小选择
宽高比校正

然后您可以处理更复杂的图像并获得更好的结果：

这里产生1：1的比例（缩放以查看字符）：

当然，对于区域采样，您会丢失细节。这是与区域采样的第一个示例大小相同的图像：

Slightly NSFW intensity advanced example image

如您所见，这更适合更大的图像

字符拟合（着色和纯ASCII艺术之间的混合）

这种方法试图用具有相似强度和形状的字符替换区域（不再是单个像素点）。这导致更好的结果，即使使用比以前的方法更大的字体，另一方面，这种方法当然有点慢。有更多的方法可以做到这一点，但主要的想法是计算图像区域（dot）和渲染字符之间的差异（距离）。您可以从像素之间的初始abs差异开始，但这将导致不太好的结果，因为即使1像素移位也会使距离变大，相反，您可以使用相关或不同的指标。整体算法与以前的方法几乎相同：

将图像均匀地划分为（灰度）矩形区域点＆＃39; s
- 理想情况下具有与渲染字体字符相同的宽高比（它将保留纵横比，不要忘记字符通常在x轴上重叠一点）
计算每个区域的强度（dot）
将字符map中的字符替换为最接近的强度/形状

如何计算字符和点之间的距离？这是这种方法中最难的部分。在尝试实验时，我在速度，质量和简单性之间制定了这种妥协：

将字符区域划分为区域
- 从转换字母表中计算每个字符的左，右，上，下和中心区域的单独强度（map）
- 将所有强度标准化，使它们与区域大小i=(i*256)/(xs*ys)
处理矩形区域中的源图像
- （与目标字体具有相同的宽高比）
- 对于每个区域以与子弹1相同的方式计算强度
- 从转换字母表中找到与强度最接近的匹配
- 输出拟合字符

这是字体大小= 7px

正如您所看到的那样，即使使用更大的字体大小，输出也在视觉上令人愉悦（之前的方法示例是5px字体大小）。输出大小与输入图像大小相同（无缩放）。获得了更好的效果，因为角色不仅通过强度而且通过整体形状更接近原始图像，因此您可以使用更大的字体并且仍然保留细节（直到粗略点）。

以下是基于VCL的转换应用的完整代码：

//---------------------------------------------------------------------------
#include <vcl.h>
#pragma hdrstop

#include "win_main.h"
//---------------------------------------------------------------------------
#pragma package(smart_init)
#pragma resource "*.dfm"
TForm1 *Form1;
Graphics::TBitmap *bmp=new Graphics::TBitmap;
//---------------------------------------------------------------------------
class intensity
    {
public:
    char c;                 // character
    int il,ir,iu,id,ic;     // intensity of part: left,right,up,down,center
    intensity() { c=0; reset(); }
    void reset() { il=0; ir=0; iu=0; id=0; ic=0; }
    void compute(DWORD **p,int xs,int ys,int xx,int yy) // p source image, (xs,ys) area size, (xx,yy) area position
        {
        int x0=xs>>2,y0=ys>>2;
        int x1=xs-x0,y1=ys-y0;
        int x,y,i;
        reset();
        for (y=0;y<ys;y++)
         for (x=0;x<xs;x++)
            {
            i=(p[yy+y][xx+x]&255);
            if (x<=x0) il+=i;
            if (x>=x1) ir+=i;
            if (y<=x0) iu+=i;
            if (y>=x1) id+=i;
            if ((x>=x0)&&(x<=x1)
              &&(y>=y0)&&(y<=y1)) ic+=i;
            }
        // normalize
        i=xs*ys;
        il=(il<<8)/i;
        ir=(ir<<8)/i;
        iu=(iu<<8)/i;
        id=(id<<8)/i;
        ic=(ic<<8)/i;
        }
    };
//---------------------------------------------------------------------------
AnsiString bmp2txt_big(Graphics::TBitmap *bmp,TFont *font) // charcter sized areas
    {
    int i,i0,d,d0;
    int xs,ys,xf,yf,x,xx,y,yy;
    DWORD **p=NULL,**q=NULL;    // bitmap direct pixel access
    Graphics::TBitmap *tmp;     // temp bitmap for single character
    AnsiString txt="";          // output ASCII art text
    AnsiString eol="\r\n";      // end of line sequence
    intensity map[97];          // character map
    intensity gfx;

    // input image size
    xs=bmp->Width;
    ys=bmp->Height;
    // output font size
    xf=font->Size;   if (xf<0) xf=-xf;
    yf=font->Height; if (yf<0) yf=-yf;
    for (;;) // loop to simplify the dynamic allocation error handling
        {
        // allocate and init buffers
        tmp=new Graphics::TBitmap; if (tmp==NULL) break;
            // allow 32bit pixel access as DWORD/int pointer
            tmp->HandleType=bmDIB;    bmp->HandleType=bmDIB;
            tmp->PixelFormat=pf32bit; bmp->PixelFormat=pf32bit;
            // copy target font properties to tmp
            tmp->Canvas->Font->Assign(font);
            tmp->SetSize(xf,yf);
            tmp->Canvas->Font ->Color=clBlack;
            tmp->Canvas->Pen  ->Color=clWhite;
            tmp->Canvas->Brush->Color=clWhite;
            xf=tmp->Width;
            yf=tmp->Height;
        // direct pixel access to bitmaps
        p  =new DWORD*[ys];        if (p  ==NULL) break; for (y=0;y<ys;y++) p[y]=(DWORD*)bmp->ScanLine[y];
        q  =new DWORD*[yf];        if (q  ==NULL) break; for (y=0;y<yf;y++) q[y]=(DWORD*)tmp->ScanLine[y];
        // create character map
        for (x=0,d=32;d<128;d++,x++)
            {
            map[x].c=char(DWORD(d));
            // clear tmp
            tmp->Canvas->FillRect(TRect(0,0,xf,yf));
            // render tested character to tmp
            tmp->Canvas->TextOutA(0,0,map[x].c);
            // compute intensity
            map[x].compute(q,xf,yf,0,0);
            } map[x].c=0;
        // loop through image by zoomed character size step
        xf-=xf/3; // characters are usually overlaping by 1/3
        xs-=xs%xf;
        ys-=ys%yf;
        for (y=0;y<ys;y+=yf,txt+=eol)
         for (x=0;x<xs;x+=xf)
            {
            // compute intensity
            gfx.compute(p,xf,yf,x,y);
            // find closest match in map[]
            i0=0; d0=-1;
            for (i=0;map[i].c;i++)
                {
                d=abs(map[i].il-gfx.il)
                 +abs(map[i].ir-gfx.ir)
                 +abs(map[i].iu-gfx.iu)
                 +abs(map[i].id-gfx.id)
                 +abs(map[i].ic-gfx.ic);
                if ((d0<0)||(d0>d)) { d0=d; i0=i; }
                }
            // add fitted character to output
            txt+=map[i0].c;
            }
        break;
        }
    // free buffers
    if (tmp) delete tmp;
    if (p  ) delete[] p;
    return txt;
    }
//---------------------------------------------------------------------------
AnsiString bmp2txt_small(Graphics::TBitmap *bmp)    // pixel sized areas
    {
    AnsiString m=" `'.,:;i+o*%&$#@"; // constant character map
    int x,y,i,c,l;
    BYTE *p;
    AnsiString txt="",eol="\r\n";
    l=m.Length();
    bmp->HandleType=bmDIB;
    bmp->PixelFormat=pf32bit;
    for (y=0;y<bmp->Height;y++)
        {
        p=(BYTE*)bmp->ScanLine[y];
        for (x=0;x<bmp->Width;x++)
            {
            i =p[(x<<2)+0];
            i+=p[(x<<2)+1];
            i+=p[(x<<2)+2];
            i=(i*l)/768;
            txt+=m[l-i];
            }
        txt+=eol;
        }
    return txt;
    }
//---------------------------------------------------------------------------
void update()
    {
    int x0,x1,y0,y1,i,l;
    x0=bmp->Width;
    y0=bmp->Height;
    if ((x0<64)||(y0<64)) Form1->mm_txt->Text=bmp2txt_small(bmp);
     else                 Form1->mm_txt->Text=bmp2txt_big  (bmp,Form1->mm_txt->Font);
    Form1->mm_txt->Lines->SaveToFile("pic.txt");
    for (x1=0,i=1,l=Form1->mm_txt->Text.Length();i<=l;i++) if (Form1->mm_txt->Text[i]==13) { x1=i-1; break; }
    for (y1=0,i=1,l=Form1->mm_txt->Text.Length();i<=l;i++) if (Form1->mm_txt->Text[i]==13) y1++;
    x1*=abs(Form1->mm_txt->Font->Size);
    y1*=abs(Form1->mm_txt->Font->Height);
    if (y0<y1) y0=y1; x0+=x1+48;
    Form1->ClientWidth=x0;
    Form1->ClientHeight=y0;
    Form1->Caption=AnsiString().sprintf("Picture -> Text ( Font %ix%i )",abs(Form1->mm_txt->Font->Size),abs(Form1->mm_txt->Font->Height));
    }
//---------------------------------------------------------------------------
void draw()
    {
    Form1->ptb_gfx->Canvas->Draw(0,0,bmp);
    }
//---------------------------------------------------------------------------
void load(AnsiString name)
    {
    bmp->LoadFromFile(name);
    bmp->HandleType=bmDIB;
    bmp->PixelFormat=pf32bit;
    Form1->ptb_gfx->Width=bmp->Width;
    Form1->ClientHeight=bmp->Height;
    Form1->ClientWidth=(bmp->Width<<1)+32;
    }
//---------------------------------------------------------------------------
__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner):TForm(Owner)
    {
    load("pic.bmp");
    update();
    }
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::FormDestroy(TObject *Sender)
    {
    delete bmp;
    }
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::FormPaint(TObject *Sender)
    {
    draw();
    }
//---------------------------------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::FormMouseWheel(TObject *Sender, TShiftState Shift,int WheelDelta, TPoint &MousePos, bool &Handled)
    {
    int s=abs(mm_txt->Font->Size);
    if (WheelDelta<0) s--;
    if (WheelDelta>0) s++;
    mm_txt->Font->Size=s;
    update();
    }
//---------------------------------------------------------------------------

这是一个简单的表单应用（Form1），其中包含单个TMemo mm_txt。它会加载图像"pic.bmp"，然后根据分辨率选择使用哪种方法转换为保存到"pic.txt"并发送到备忘录以进行可视化的文本。对于那些没有VCL的人来说，忽略VCL的东西并用你拥有的任何字符串类型替换AnsiString，以及Graphics::TBitmap任何具有像素访问功能的位图或图像类。{/ p>

非常重要请注意，这会使用mm_txt->Font的设置，因此请务必设置：

Font->Pitch=fpFixed
Font->Charset=OEM_CHARSET
Font->Name="System"

使这项工作正常，否则字体将不会被处理为单倍间距。鼠标滚轮只是向上/向下更改字体大小以查看不同字体大小的结果

<强> [注释]

请参阅Word Portraits visualization
使用具有位图/文件访问和文本输出功能的语言
强烈建议从第一种方法开始，因为它很容易前进和简单，然后才移到第二种方法（这可以作为第一种方法的修改，所以大部分代码保持不变）
使用反转强度进行计算是个好主意（黑色像素是最大值）因为标准文本预览是在白色背景上，因此可以产生更好的效果。
您可以尝试细分区域的大小，数量和布局，或者使用3x3之类的网格。

[Edit1]比较

最后，这是对同一输入的两种方法的比较：

绿点标记的图像使用方法＃2 完成，红色的＃1 全部采用6像素字体大小。正如你在灯泡图像上看到的那样，形状敏感的方法要好得多（即使<2>缩放的源图像上的＃1 ）。

[Edit2]很酷的应用

在阅读今天的新问题时，我得到了一个很酷的应用程序的想法，它抓住桌面的选定区域并不断将其提供给 ASCIIart 转换器并查看结果。经过一个小时的编码完成后，我对结果非常满意，我必须在这里添加它。

确定应用程序仅包含2个窗口。第一个主窗口基本上是我的旧转换器窗口，没有图像选择和预览（上面的所有内容都在其中）。它只有ASCII预览和转换设置。第二个窗口是空的，内部是透明的，用于抓取区域选择（无任何功能）。

现在在计时器上我只需按选择表格抓取所选区域，将其传递给转换并预览 ASCIIart 。

因此，您可以通过选择窗口包含要转换的区域，并在主窗口中查看结果。它可以是游戏，观众......它看起来像这样：

所以现在我可以在 ASCIIart 中观看视频，以获得乐趣。有些非常好:)。

<强> [EDIT3]

如果您想尝试在 GLSL 中实现此功能，请看一下：

Convert floating-point numbers to decimal digits in GLSL?

图像到ASCII艺术转换

序言

问题

1 个答案: