Rust Wasm 图片转 ASCII 艺术

2022-11-28 14:53:31 浏览数 (3)

有一些隐藏在代码中的 ASCII 有意思的图片,如:

代码语言:javascript复制
/*                                 _
                              _ooOoo_
                             o8888888o                             88" . "88
                             (| -_- |)
                             O  =  /O
                          ____/`---'____
                        .'  \|     |//  `.
                       /  \|||  :  |||//  
                      /  _||||| -:- |||||_  
                      |   | \  -  /'| |   |
                      | _|  ``---'//  |_/ |
                        .-__ `-. -'__/-.  /
                    ___`. .'  /--.--  `. .'___
                 ."" '<  `.____<|>_/___.' _> "".
                | | :  `- `. ;`. _/; .'/ /  .' ; |    
                   `-.   __`. _.'_/_/  -' _.' /
  ================-.`___`-.__ ___  /__.-'_.'_.-'================                              `=--=-'                  

                   佛祖保佑    永无BUG    永不宕机
*/

可以把一些有意思的图片转成 ASCII 艺术图,嵌到代码中,或者 log 中。

整体原理比较简单,这里用 Rust Wasm 实现一下。

1. 原理

先简单说一下原理。

  1. RGB 图片转成灰度图片。
  2. 准备一些不同密度的 ASCII 字符。
  3. 遍历灰度图片像素,根据亮度值 替换相应的 ASCII 字符。

这里主要说一下灰度的处理过程。

1.1 灰度处理

灰度和彩色图片的区别就是 R=G=B

关于灰度值的计算,有 3 种主流方式:

  • 最大值法:Max(R, G, B)
  • 平均值法:(R G B) / 3
  • 加权平均值法:
    • 0.2126 * R 0.7152 * G 0.0722 * B
    • 0.299 * R 0.587 * G 0.114 * B
    • Math.sqrt( (0.299 * R) ** 2 (0.587 * G) ** 2 (0.114 * B) ** 2 )

效果如下图所示 (演示地址):

这里在 Rust 中用的是加权平均值的第一种方式:

代码语言:javascript复制
pub fn get_luminance(r: u8, g: u8, b: u8) -> f32 {    let r = 0.2126 * (r as f32);    let g = 0.7152 * (g as f32);    let b = 0.0722 * (b as f32);
    r   g   b
}

2. Rust Image 的一些处理

这里罗列一下一些注意点。

2.1 JS 到 Rust 的 File 传递

这里需要转成 Uint8Array 进行传递:

代码语言:javascript复制
const file = e.target.files[0];const reader = new FileReader();

reader.onloadend = (evt) => {  try {    const u8buffer = new Uint8Array(evt.target.result);    const result = get_rust_image(u8buffer);
  } catch (error) {    console.log({ error });
  }
};
file && reader.readAsArrayBuffer(file);

对应的 Rust 按照 Vec<u8> 处理 :

代码语言:javascript复制
#[wasm_bindgen]pub fn get_rust_image(raw: Vec<u8>) { ... }

2.2 Rust 到 JS Vec<u8> 传递

Rust 部分只要传递 Vec<u8> 即可:

代码语言:javascript复制
#[wasm_bindgen]pub fn get_rust_image(raw: Vec<u8>)  -> Vec<u8> { ... }

JS 消费时,按照 Uint8Array 处理即可:

代码语言:javascript复制
// to Blobconst blob = new Blob([u8buffer.buffer]);// to Fileconst file = new File([blob], 'image.unknown');// to URLconst url = URL.createObjectURL(blob);

2.3 Rust Image Crate 输出图片数据

Image Crate 将图片加载完后,默认输出的 bytes 是一个解码后的原始数据,传递给 JS 后是无法正常使用的,需要对原始数据进行编码后,输出才行。

代码语言:javascript复制
// 给编码器一块内存空间,用来写入数据let mut output_buffer = vec![];// 创建一个编码器let mut encoder = JpegEncoder::new_with_quality(&mut output_buffer, 100);// 编码输出encoder
    .encode(&img_raw, width, height, ColorType::L8)
    .unwrap();// 直接把内存输出就行output_buffer

3. 实现

这里做了两个版本。

3.1 简版实现

这个比较简单,就是去色,匹配,再连接即可:

代码语言:javascript复制
#[wasm_bindgen]pub fn get_ascii_by_image(raw: Vec<u8>, scale: u32, reverse: bool) -> String {    let img = load_from_memory(&raw).unwrap();    let img = img
        .resize(
            (img.width() * scale / 100) as u32,
            (img.height() * scale / 100) as u32,
            FilterType::Nearest,
        )
        .grayscale();    let mut pallete = [' ', '.', '\', '*', '#', '$', '@'];    let mut current_line = 0;    let mut result = "".to_string();    if reverse {
        pallete.reverse();
    }    for (_, line, rgba) in img.pixels() {        if current_line != line {
            result.push('n');
            current_line = line;
        }        let r = 0.2126 * (rgba.0[0] as f32);        let g = 0.7152 * (rgba.0[0] as f32);        let b = 0.0722 * (rgba.0[0] as f32);        let gray = r   g   b;        let caracter = ((gray / 255.0) * (pallete.len() - 1) as f32).round() as usize;

        result.push(pallete[caracter]);        // 填充一下,有些扁
        if caracter < (pallete.len() - 2) {
            result.push('.');
        } else {
            result.push(' ');
        }
    }

    result
}

演示地址

执行时间在 20ms 左右。

3.2 Tai 版

看到一个支持 ASCII 种类挺多的 Rust 项目 https://github.com/MustafaSalih1993/tai ,于是将这个项目的 IO 部分进行了修改,适配 WASM 进行了编译处理。

演示地址

这个耗时在 50ms 左右。

4. 安装&使用

代码语言:javascript复制
<script type="module">
  import initWasm, {
    get_gray_image,
    get_ascii_by_image,
    get_ascii_by_image_tai,
  } from "./pkg/rust_wasm_image_ascii.js";

  initWasm()
    .then(() => {});</script>

可以直接使用仓库中 pkg/ 目录中的文件,也可以使用 upkg 的资源 https://unpkg.com/browse/rust-wasm-image-ascii/ ,也可以 npm install rust-wasm-image-ascii 使用。

接口描述参考这里:pkg/rust_wasm_image_ascii.d.ts

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