骰子作画

淡淡的烟草味﹌ 2022-08-04 04:08 180阅读 0赞

阮一峰[博客][Link 1]中描述了骰子作画算法。  
![这里写图片描述][20150816184209632]  
思想非常简单，也就是矢量量化：将图片分成若干个区域，每个区域经过计算以后，用1-6之间的一个整数表示，代表骰子的一个面，算法总共分4步。

1.  将图片分割成16像素x16像素的小方块。
2.  每个小方块内共有256个像素，将每个像素点的灰度值，存入一个数组。
3.  计算该数组的平均值，并用1-6之间的一个整数来表示。
4.  根据白点值，将骰子依次放入，就能模拟出全图

这种算法与使用的纹理密切相关，纹理越好，越是逼近，另外分割的小块越小越好。我在github上看到了[haneuma0628][]的一个项目[ImageToDice][]，下载下来，修改了一下，可以运行。

#include <iostream>
    #include <math.h>
    
    #include <opencv/cv.h>
    #include <opencv/highgui.h>
    
    using namespace cv;
    using namespace std;
    
    Mat trim(Mat src, int mag)
    {
        int cutC, cutR;
        cutC = src.cols % mag;
        cutR = src.rows % mag;
    
        Mat roi;
        Size rsize(src.cols - cutC, src.rows - cutR);
        resize(src, roi, rsize, INTER_CUBIC);
    
        return roi;
    }
    
    Mat mozaic(Mat src)
    {
        int sum = 0, mag = 12;
        Mat dst(src.size(), src.type());
    
        for (int y = 0; y < src.rows; y += mag)
        {
            for (int x = 0; x < src.cols; x += mag)
            {
                for (int i = 0; i < mag; i++)
                {
                    for (int j = 0; j < mag; j++)
                    {
                        sum += src.data[(y + i) * src.step + (x + j)];
                    }
                }
    
                for (int i = 0; i < mag; i++)
                {
                    for (int j = 0; j < mag; j++)
                    {
                        dst.data[(y + i) * dst.step + (x + j)] = (int)(sum/(12*12));
                    }
                }
                sum = 0;
            }
        }
    
        return dst;
    }
    
    int main(int argc, char *argv[])
    {
        string filename = "lena.jpg";
    
        int cnum, rnum, mag = 12, lnum = 7;
        string fd[7];
        Mat dmat[7];
    
        for (int i = 0; i < lnum; i++)
            fd[i] = to_string((_ULonglong)i) + ".png";
        for (int i = 0; i < lnum; i++)
            dmat[i] = imread(fd[i], 0);
    
        Mat src = imread(filename, 0);
        Mat dst(src.size(), src.type());
    
        src = trim(src, mag);
        dst = mozaic(src);
        cnum = src.cols / mag;
        rnum = src.rows / mag;
    
        int *result= new int[rnum*cnum];
    
        Mat *himg = new Mat[cnum];
        Mat *vimg = new Mat[rnum];
    
        for (int y = 0; y < src.rows; y += mag)
        {
            for (int x = 0; x < src.cols; x += mag)
            {
                result[y/mag * rnum + x/mag] = dst.data[(y) * dst.step + (x)];
            }
        }
    
        int max = 0, min = 255;
        for (int i = 0; i < rnum; i++)
        {
            for (int j = 0; j < cnum; j++)
            {
                if (result[i*rnum+j] >= max)
                    max = result[i*rnum+j];
                if (result[i*rnum+j] <= min)
                    min = result[i*rnum+j];
            }
        }
        int ld;
        int level[256] = {
       0};
        ld = (int)((max - min) / lnum);
    
        int end = 0, cnt = 0;
        for (int i = max; i > min+ld; i -= ld)
        {
            for (int j = 0; j < ld; j++)
            {
                level[i-j] = cnt;
                end = i - j;
            }
            cnt++;
        }
        while (end >= min)
        {
            level[end] = 6;
            end--;
        }
    
        cnt=0;
        Mat vdst;
        for (int i = 0; i < rnum; i++)
        {
            for (int j = 0; j < cnum; j++)
            {
                himg[j] = imread(fd[level[result[i*rnum+j]]], 0);
            }
            hconcat(himg, cnum, vimg[i]);
        }
    
        vconcat(vimg, rnum, vdst);
    
        namedWindow("gray", CV_WINDOW_AUTOSIZE|CV_WINDOW_FREERATIO);
        imshow("gray", src);
    
        namedWindow("mozaic", CV_WINDOW_AUTOSIZE|CV_WINDOW_FREERATIO);
        imshow("mozaic", dst);
    
        namedWindow("dice", CV_WINDOW_AUTOSIZE|CV_WINDOW_FREERATIO);
        imshow("dice", vdst);
    
        delete[] himg;
        delete[] vimg;
    
        waitKey(0);
    }

注意，该代码只能处理，比较规范大小的图片，比如512\*512，若是使用时候需要对边界做一些处理，建议裁剪图像到整数倍。这里使用的纹理图不是很好，影响了效果。这里使用了7个纹理。  
另外，和骰子作画很相似的一个算法，是[ASCII作画][ASCII]，github上面有源代码。  
![这里写图片描述][20150816183425513]  
![这里写图片描述][20150816183500954]

## 效果 ##

![这里写图片描述][20150816182806309] ![这里写图片描述][20150816182823684] ![这里写图片描述][20150816182837230]

## Licenses ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>作者</th> 
   <th align="center">日期</th> 
   <th align="right">联系方式</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>风吹夏天</td> 
   <td align="center">2015年8月16日</td> 
   <td align="right">wincoder@qq.com</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[Link 1]: http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/11/dice_portrait.html
[20150816184209632]: /images/20220731/35e01a6afc0943d29b00054c1ded702e.png
[haneuma0628]: https://github.com/haneuma0628
[ImageToDice]: https://github.com/haneuma0628/ImageToDice
[ASCII]: https://github.com/hit9/img2txt
[20150816183425513]: /images/20220731/9484b62806b14452b9d9d65ca1dcc9de.png
[20150816183500954]: /images/20220731/7d188b7310d5412b9c800cc9947b8007.png
[20150816182806309]: https://img-blog.csdn.net/20150816182806309
[20150816182823684]: https://img-blog.csdn.net/20150816182823684
[20150816182837230]: /images/20220731/40c16b3783474f47814a1aad6ae6762f.png