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用 Python 在 Excel 中画出蒙娜丽莎

文 | 麦麦麦造 出处 | 掘金

之前看到过很多头条，说哪国某人坚持了多少年自学使用 excel 画画，效果十分惊艳。对于他们的耐心我十分敬佩。但是作为一个程序员，自然也得挑战一下自己。这种需求，我们十分钟就可以完成！

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
  5. 复制代码

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
  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
  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 ifh==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！

一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
  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)
  13. 复制代码

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
  3. from PIL import Image
  4. import openpyxl
  5. from openpyxl.styles import fills
  6. import os
  8. MAX_WIDTH = 300
  9. MAX_HEIGHT = 300
  11. def resize(img):
  12.  w, h = img.size
  13.  if w > MAX_WIDTH:
  14.  h = MAX_WIDTH / w * h
  15.  w = MAX_WIDTH
  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)
  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
  29. def draw_jpg(img_path):
  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)
  37.  workbook = openpyxl.Workbook()
  38.  worksheet = workbook.active
  40.  width, height = img_pic.size
  42.  for w in range(1, width + 1):
  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))
  50.  hex_rgb = int_to_16(r) + int_to_16(g) + int_to_16(b)
  52.  cell = worksheet.cell(column=w, row=h)
  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
  62.  cell.fill = fills.PatternFill(fill_type="solid", fgColor=hex_rgb)
  64.  print('write in:', w, ' | all:', width + 1)
  65.  print('saving...')
  66.  workbook.save(out_file)
  67.  print('success!')
  69. if __name__ == '__main__':
  70.  draw_jpg('mona-lisa.jpg')

附：

上面说到 颜色数量*单元格数<阈值（256^4左右)的时候，可能有人会有疑惑，这个 256^4是怎么来的。

这个当然是我测试信口开河得来的。

既然是有 颜色数量跟 单元格数这两个变量，那么自然要有两个测试方法以上。一个观察 颜色数量，一个观察 单元格数。

但我在这里只做了 颜色数量的一个测试。(最大的原因就是生成上万行*上万列的 excel 实在是太久了...懒...)

  1.  count = 0
  2.  MAX_WIDTH = 255
  3.  for w in range(1, MAX_WIDTH + 1):
  4.  for h in range(1, MAX_WIDTH + 1):
  5.  cell = worksheet.cell(column=w, row=h)
  6.  if h == 1:
  7.  _w = cell.column
  8.  _h = cell.col_idx
  9.  # 调整列宽
  10.  worksheet.column_dimensions[_w].width = 1
  11.  # 调整行高
  12.  worksheet.row_dimensions[h].height = 6
  14.  if count < 255 ** 3:
  15.  back = int_to_16(num=count)
  16.  back = '0' * (6 - len(back)) + back
  17.  else:
  18.  back = ''.join([int_to_16(random.randint(0, 255)) for _ in range(3)])
  19.  cell.fill = fills.PatternFill(fill_type="solid", fgColor=back)
  20.  count += 1

count是记录颜色的变量，确保每一个颜色都不重复，但目前计算机 RGB 表示的颜色最多只有 256^3 种

通过调整 MAX_WIDTH的值来测试 excel 的阈值

最后生成的测试 excel 如下：

...还有点好看。！？？

最后

由于精力有限 懒，能力也有限 菜，所以没有测试单一颜色的，也可能有其他的方法能没有这个阈值的限制。

代码已经全部上传至github，欢迎大家友好交流讨论 [握手]

后台回复【蒙娜丽莎】即可获取代码链接。本文原文链接：

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  • 一行代码弄懂数据，pandas最佳搭档就是ta了

  • 让你赚钱更省力的 10 个开源项目！

题图：pexels，CC0 授权。

好文和朋友一起看~

用 Python 在 Excel 中画出蒙娜丽莎

文 | 麦麦麦造 出处 | 掘金

之前看到过很多头条，说哪国某人坚持了多少年自学使用 excel 画画，效果十分惊艳。对于他们的耐心我十分敬佩。但是作为一个程序员，自然也得挑战一下自己。这种需求，我们十分钟就可以完成！

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
  5. 复制代码

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
  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
  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 ifh==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！

一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
  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)
  13. 复制代码

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
  3. from PIL import Image
  4. import openpyxl
  5. from openpyxl.styles import fills
  6. import os
  8. MAX_WIDTH = 300
  9. MAX_HEIGHT = 300
  11. def resize(img):
  12.  w, h = img.size
  13.  if w > MAX_WIDTH:
  14.  h = MAX_WIDTH / w * h
  15.  w = MAX_WIDTH
  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)
  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
  29. def draw_jpg(img_path):
  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)
  37.  workbook = openpyxl.Workbook()
  38.  worksheet = workbook.active
  40.  width, height = img_pic.size
  42.  for w in range(1, width + 1):
  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))
  50.  hex_rgb = int_to_16(r) + int_to_16(g) + int_to_16(b)
  52.  cell = worksheet.cell(column=w, row=h)
  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
  62.  cell.fill = fills.PatternFill(fill_type="solid", fgColor=hex_rgb)
  64.  print('write in:', w, ' | all:', width + 1)
  65.  print('saving...')
  66.  workbook.save(out_file)
  67.  print('success!')
  69. if __name__ == '__main__':
  70.  draw_jpg('mona-lisa.jpg')

附：

上面说到 颜色数量*单元格数<阈值（256^4左右)的时候，可能有人会有疑惑，这个 256^4是怎么来的。

这个当然是我测试信口开河得来的。

既然是有 颜色数量跟 单元格数这两个变量，那么自然要有两个测试方法以上。一个观察 颜色数量，一个观察 单元格数。

但我在这里只做了 颜色数量的一个测试。(最大的原因就是生成上万行*上万列的 excel 实在是太久了...懒...)

  1.  count = 0
  2.  MAX_WIDTH = 255
  3.  for w in range(1, MAX_WIDTH + 1):
  4.  for h in range(1, MAX_WIDTH + 1):
  5.  cell = worksheet.cell(column=w, row=h)
  6.  if h == 1:
  7.  _w = cell.column
  8.  _h = cell.col_idx
  9.  # 调整列宽
  10.  worksheet.column_dimensions[_w].width = 1
  11.  # 调整行高
  12.  worksheet.row_dimensions[h].height = 6
  14.  if count < 255 ** 3:
  15.  back = int_to_16(num=count)
  16.  back = '0' * (6 - len(back)) + back
  17.  else:
  18.  back = ''.join([int_to_16(random.randint(0, 255)) for _ in range(3)])
  19.  cell.fill = fills.PatternFill(fill_type="solid", fgColor=back)
  20.  count += 1

count是记录颜色的变量，确保每一个颜色都不重复，但目前计算机 RGB 表示的颜色最多只有 256^3 种

通过调整 MAX_WIDTH的值来测试 excel 的阈值

最后生成的测试 excel 如下：

...还有点好看。！？？

最后

由于精力有限 懒，能力也有限 菜，所以没有测试单一颜色的，也可能有其他的方法能没有这个阈值的限制。

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题图：pexels，CC0 授权。

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