【自荐】位图转彩色矢量 SVG 图片 —— Color Trace

软件名称

Color Trace

应用平台

  • Windows
  • MacOS
  • Linux

推荐类型

【开发者自荐】

一句简介

这是一个将位图描摹为彩色矢量 svg 图片的程序,是一个命令行工具,使用 Python 脚本实现,运行环境 Python3.8+。

应用简介

:sparkles: 效果

以一个字帖图片为例,这是 png 格式的位图(370KB):

这是颜色数为 1 的 svg 转换结果,即只有黑色(32KB):

矢量图-1颜色

颜色数为 3 的 svg 转换结果(190KB):

矢量图-3颜色

:memo: 原理

它的原理是:

  • 先将位图图片的颜色缩减,以 png 为中转格式
  • 将图片按颜色分层
  • 将每一层颜色使用 Potrace 生成矢量 svg 图片
  • 最后将所有颜色的 svg 图片合成为一张彩色的 svg 图片

:hammer: 依赖

为了实现上述的功能,你需要先保证安装有:

  • ImageMagick,用于转换图像格式

  • Potrace,用于将位图转换为单一颜色矢量图

  • pngquant,用于缩减颜色(Median-Cut 算法,这是默认使用的算法)

  • pngnq,用于缩减颜色(NeuQuant 算法)

    pngnq 是可选安装,NeuQuant 算法可以生成更多颜色,如果你不去手动选择这个算法,就不需要安装 pngnq

    因为在 Windows 上安装 pngnq 还需要手动去下载 libpng13.dll,太麻烦。懒人就直接不用它了。

上述安装的意思是:将那些程序的可执行文件所在的目录添加到系统的环境变量。(如果不懂这句话的意思可以百度学习下,这个太基础,就不讲了)

Python 依赖下列库:

  • lxml

使用 pip 安装即可

:+1: 使用方式

本工具是 Python 脚本的形式,脚本文件在 src 文件夹中,在命令行中使用:

$ python color-trace.py -h
usage: color-trace.py [-h] -i src [src ...] [-o dest] [-d destdir] [-C N]
                      [--width <dim>] [--height <dim>] [-c N] [-q algorithm]
                      [-fs | -ri] [-r paletteimg] [-s] [-p size] [-D size]
                      [-S threshold] [-O tolerance] [-bg] [-v] [--version]

使用 potrace 将位图转化为彩色 svg 矢量图

optional arguments:
  -h, --help, /?        显示帮助
  -i src [src ...], --input src [src ...]
                        输入文件,支持 * 和 ? 通配符
  -o dest, --output dest
                        输出保存路径,支持 * 通配符
  -d destdir, --directory destdir
                        输出保存的文件夹
  -C N, --cores N       多进程处理的进程数 (默认使用全部核心)
  --width <dim>         输出 svg 图像宽度,例如:6.5in、 15cm、100pt,默认单位是 inch
  --height <dim>        输出 svg 图像高度,例如:6.5in、 15cm、100pt,默认单位是 inch
  -c N, --colors N      [若未使用 -p 参数,则必须指定该参数] 表示在描摹前,先缩减到多少个颜色。最多 256
                        个。0表示跳过缩减颜色 (除非你的图片已经缩减过颜色,否则不推荐0)。
  -q algorithm, --quantization algorithm
                        颜色量化算法,即缩减颜色算法: mc, as, or nq. 'mc' (Median-Cut,中切,由
                        pngquant 实现,产生较少的颜色,这是默认); 'as' (Adaptive Spatial
                        Subdivision 自适应空间细分,由 ImageMagick 实现,产生的颜色更少); 'nq'
                        (NeuQuant 神经量化, 可以生成更多的颜色,由 pnqng 实现)。 如果 --colors 0
                        则不启用量化。
  -fs, --floydsteinberg
                        启用 Floyd-Steinberg 拟色 (适用于所有量化算法或 -p/--palette).警告:
                        任何米色算法都会显著的增加输出 svg 图片的大小和复杂度
  -ri, --riemersma      启用 Rimersa 拟色 (只适用于 as 量化算法或 -p/--palette)
  -r paletteimg, --remap paletteimg
                        使用一个自定义调色板图像,用于颜色缩减 [覆盖 -c 和 -q 选项]
  -s, --stack           堆栈描摹 (若要更精确的输出,推荐用这个)
  -p size, --prescale size
                        为得到更多的细节,在描摹前,先将图片进行缩放 (默认值: 1)。例如使用 2,描摹前先预放大两倍
  -D size, --despeckle size
                        抑制斑点的大小(单位是像素) (默认值:2)
  -S threshold, --smoothcorners threshold
                        转角平滑参数:0 表示不作平滑处理,1.334 是最大。(默认值:1.0
  -O tolerance, --optimizepaths tolerance
                        贝塞尔曲线优化参数: 最小是0,最大是5(默认值:0.2)
  -bg, --background     将第一个颜色这背景色,并尽可能优化最终的 svg
  -v, --verbose         打印出运行时的细节
  --version             显示程序版本

例如:

$ python color-trace.py -i 位图.png -c 3 -o 矢量.svg
$ python color-trace.py -i 文件夹/*.png -c 3 -d 输出文件夹

:crystal_ball: 背景

这个程序的初始代码

我希望将手上的一些扫描版的 PDF 书籍转为矢量格式保存,借助矢量图形的优点,如果使用适当的参数,可以得到更观看体验更好、体积更小的电子书。于是发现了 Potrace,转换的效果非常好,许多程序、项目都在使用它和它的代码,唯一的遗憾是它只支持黑白。

Potrace™ 是一种用于描摹位图的工具,即将位图转换为平滑、可缩放的图像。输入是位图(PBM、PGM、PPM 或 BMP 格式),输出是几种矢量文件格式之一。

典型用途是从扫描的数据(例如公司或大学徽标、手写笔记等)创建 SVG 或 PDF 文件。生成的图像是平滑的,可以以任何分辨率呈现。

Potrace 目前可以生成以下输出格式:SVG、PDF、EPS、PostScript、DXF、GeoJSON、PGM、Gimppath 和 XFig。

然后我也试用了 Adobe illustrator、Inkscape 的描摹功能,但都需要图形界面一张一张操作,不能批量化操作,不如 Potrace

毕竟发现了 Potrace 这样一个古老、优秀、应用广泛的软件,然后我就在 Github 上搜索,看看有没有人用 Python 和 Potrace 结合,做出有意思的东西。

结果,还真就找到这样一个 star 几十的 repo:由 customink 在 2012 年用 Python3.2 实现的 color_trace

看了 readme 后,怀着激动的心下载了源码,试运行,结果报错。毕竟是 2012 年用 Python3.2 写的,太古老了,Python 的许多内置函数都变了不少。

想要用的话,就只能自己修了。英文源码我是看不下去,就把里面的大部分注释和变量都替换成了方便我理解的中文翻译,这样才逐渐理解了这个程序的原理,然后进行测试、修复、优化,最终可用了。Happy!


另外,@heyeshuang 给我推荐了 vtracer,我一看,居然挺成熟的,我的程序该不会白造轮子了吧,然后一看,我去,我居然还 star 过,怎么就没想起来?

然后我试用了一下,用上面那张 png 图片,vtracer 得到了这样的结果(427KB):

vtracer矢量,默认

调节颜色不能调整数量,只能调整位深,如果是低位深,则效果要更差些(349KB):
矢量,位深3bit

在这张字帖示例图的转换结果对比下,无疑是我的 potrace 方案效果更好。其它图我还没比较。不过 vtracer 的速度确实很快,在一些场景下应该效果会不错。

最后效果说明,我做这个轮子还是有意义的。

官方网站 && 应用商店地址

淳帅二代/位图转彩色矢量 - Gitee

HaujetZhao/color-trace: 将位图转为彩色矢量 svg 图片 - Github

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inkscape也可以位圖轉矢量圖,不過後来我發現,轉彩之後反而文件體量更大,不如不轉。(因為我以前論壇只支持直發svg,後来才增加了base64。我要的是體積最小的格式,而不一定要矢量圖。當一個矢量圖比位圖大很多時,很可能它就不適合轉矢。

Hi. 想了解一下这个工具的实际应用是什么呢?将 PDF 转换为一张一张的 svg 是这个意思么?

我是希望将扫描的图片书籍,变成彩色矢量格式的。不过这个只能是勉强可用,效果比 ai 和 inkscape 好。但要效果好,这个算法太简单,还是得等以后学好了,用神经网络进行生成才行。