如何用代码画出一幅好看的画

前言

随着计算机技术的逐步发展，借助计算机强大的能力进行绘画操作，已经变得非常容易。绘画作品的水平也是越来越高，下面就来看看用编程语言绘画，能搞出什么有意思的东西，相比人类的创作又有哪些值得我们思考的地方。

绘画

用代码输出类似绘画的内容，最最原始的恐怕就是直接使用 print 函数了。

print 输出字符

def do_print():
    print('''

        へ　　　　　／|
    　　/＼7　　　 ∠＿/
    　 /　│　　 ／　／
    　│　Z ＿,＜　／　　 /`ヽ
    　│　　　　　ヽ　　 /　　〉
    　 Y　　　　　`　 /　　/
    　ｲ●　､　●　　⊂⊃〈　　/
    　()　 へ　　　　|　＼〈
    　　>ｰ ､_　 ィ　 │ ／／
    　 / へ　　 /　ﾉ＜| ＼＼
    　 ヽ_ﾉ　　(_／　 │／／
    　　7　　　　　　　|／
    　　＞―r￣￣`ｰ―＿
     ''')
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这个方法执行后，就可以在控制台看到下面这幅可爱的皮卡丘画了。

这种做法，可以说是完全没有什么技术水平了。想要画什么内容，还得预先编排字符，太麻烦了。于是便有了升级版。

图片转字符

这种用图片转字符，看似没有什么意义，但其实有时候可以创作出意想不到的作品。比如前一阵子的顶流冰墩墩。

这种做法的思路总的来说，就是把图片的抽样图片的像素信息，然后将像素信息中关键的亮度信息用特殊的字符串进行打印，效果就是我们最终看到的样子。

public static void printImage(BufferedImage image) throws IOException {
    final char[] PIXEL_CHAR_ARRAY = {'W', '@', '#', '8', '&', '*', 'o', ':', '.', ' '};
    int width = image.getWidth();
    int height = image.getHeight();
    for (int i = 0; i < height; i++) {
        for (int j = 0; j < width; j++) {
            int rgb = image.getRGB(j, i);
            Color color = new Color(rgb);
            int red = color.getRed();
            int green = color.getGreen();
            int blue = color.getBlue();
            // 一个用于计算RGB像素点灰度的公式
            Double grayscale = 0.2126 * red + 0.7152 * green + 0.0722 * blue;
            double index = grayscale / (Math.ceil(255 / PIXEL_CHAR_ARRAY.length) + 0.5);
            System.out.print(PIXEL_CHAR_ARRAY[(int)(Math.floor(index))]);
        }
        System.out.println();
    }
}
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更多具体实现可以参考 字符作画，我用字符画个冰墩墩 。

使用 Python-turtle 库作图

下面这几幅知乎用户的回答，可以说是非常有水平了。

import random
import turtle
from turtle import *

t = turtle.Turtle()
w = turtle.Screen()


def tree(branchLen, t):
    if branchLen > 3:
        if 8 <= branchLen <= 12:
            if random.randint(0, 2) == 0:
                t.color('snow')
            else:
                t.color('lightcoral')
            t.pensize(branchLen / 3)
        elif branchLen < 8:
            if random.randint(0, 1) == 0:
                t.color('snow')
            else:
                t.color('lightcoral')
            t.pensize(branchLen / 2)
        else:
            t.color('sienna')
            t.pensize(branchLen / 10)

        t.forward(branchLen)
        a = 1.5 * random.random()
        t.right(20 * a)
        b = 1.5 * random.random()
        tree(branchLen - 10 * b, t)
        t.left(40 * a)
        tree(branchLen - 10 * b, t)
        t.right(20 * a)
        t.up()
        t.backward(branchLen)
        t.down()


def petal(m, t):  # 树下花瓣
    for i in range(m):
        a = 200 - 400 * random.random()
        b = 10 - 20 * random.random()
        t.up()
        t.forward(b)
        t.left(90)
        t.forward(a)
        t.down()
        t.color("lightcoral")
        t.circle(1)
        t.up()
        t.backward(a)
        t.right(90)
        t.backward(b)


def main():
    t = turtle.Turtle()
    myWin = turtle.Screen()
    getscreen().tracer(5, 0)
    turtle.screensize(bg='wheat')
    t.left(90)
    t.up()
    t.backward(150)
    t.down()
    t.color('sienna')
    tree(60, t)
    petal(100, t)

    myWin.exitonclick()


if __name__ == '__main__':
    main()

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可以看到，使用 turtle 库加上强大的数学几何知识，可以创作出非常好的看图像。更多内容可以参考 这个问题

使用 AI 作画

ERNIE-ViLG文生图

使用以上方案绘制的内容，一般都比较刻板，缺少一些人文气息。少了一些人类才能有的特点。但是随着 AI 算力的提升和大数据的逐步发展，已经有很多可以使用 AI 进行作画的平台了。 比如 百度飞浆文心大模型 ERNIE-ViLG文生图 平台。

import wenxin_api
from wenxin_api.tasks.text_to_image import TextToImage
import secret


def draw(t, s):
    wenxin_api.ak = secret.ak
    wenxin_api.sk = secret.sk
    input_dict = {
        "text": t,
        "style": s
    }
    rst = TextToImage.create(**input_dict)
    print(rst)


if __name__ == '__main__':
    text = "夏天"
    style = "油画"
    draw(text, style)
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使用上面的代码，就可以创作出 油画 风格的夏天，可以看看 AI 生成结果。

2022-08-28 12:20:06,785 - model is painting now!, 
- taskId: 1062408, waiting: 30s
{'imgUrls': ['https://wenxin.baidu.com/younger/file/ERNIE-ViLG/89df26b9853d837d331d626ffa62828fex', 'https://wenxin.baidu.com/younger/file/ERNIE-ViLG/89df26b9853d837d331d626ffa62828fi4', 'https://wenxin.baidu.com/younger/file/ERNIE-ViLG/89df26b9853d837d331d626ffa62828f5q', 'https://wenxin.baidu.com/younger/file/ERNIE-ViLG/89df26b9853d837d331d626ffa62828f30', 'https://wenxin.baidu.com/younger/file/ERNIE-ViLG/89df26b9853d837d331d626ffa62828fv9', 'https://wenxin.baidu.com/younger/file/ERNIE-ViLG/89df26b9853d837d331d626ffa62828fa2']}
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可以看到速度还是很快的出不多一分钟就搞定了。可以预览一下结果

可以看到还是很厉害了，水平应可以赶上专科院校的毕业生了，但是作画速度那可是降维打击啊。

使用 ERNIe-ViLG 搭配自定义的关键字可以生成 水彩、油画、粉笔画、卡通、蜡笔画、儿童画等多种风格的图片。

可以再试一下水彩画风格的天龙八部 。

是不是还挺有感觉的。

DALL·E 2

当然，说到 AI 绘画，国外大公司也有很厉害的。比如 OpenAI 公司 的 DALL·E 2 。

比如以写实风格创作一个宇航员骑着一匹马的图像

在换个铅笔画风格的

使用 DALL·E 2 可以根据创作风格，更多关键字由 AI 创作出非常有想象力的作品。可以到 DALL·E 2 的主页查看更多更详细的内容。

总结

其实用代码直接绘制图形，还有很多其他方案。比如大名鼎鼎的 MATLAB ,可以创作出非常精良的数学几何图形。

但是比较一下上面的这几种方案，可以说 AI 作画的水平，一下子提升了好几个层次。创作需要的输入越来越明确，越来越简答，越发的人性化。但是输出的内容，却越发的开始接近甚至超越了人类的水平。

参考文档

• 字符作画，我用字符画个冰墩墩
• 大家用Python-turtle库作图画出过哪些漂亮的树哇 ？