Как создавать картинки программами на Python: основные методы

Расширенные примеры создания изображений

Генерация анимированного GIF с помощью Pillow

Создадим анимацию вращающейся линии. Используется список кадров и параметры анимации.

from PIL import Image, ImageDraw
import math

frames = []
for angle in range(0, 360, 10):
    img = Image.new('RGB', (200, 200), 'white')
    draw = ImageDraw.Draw(img)
    cx, cy = 100, 100
    r = 80
    x1 = cx + r * math.cos(math.radians(angle))
    y1 = cy + r * math.sin(math.radians(angle))
    x2 = cx + r * math.cos(math.radians(angle + 180))
    y2 = cy + r * math.sin(math.radians(angle + 180))
    draw.line((x1, y1, x2, y2), fill='red', width=6)
    frames.append(img)

frames[0].save('animation.gif', save_all=True, append_images=frames[1:], duration=50, loop=0)

Результат: файл animation.gif с вращающейся линией. Каждый кадр длится 50 мс, анимация зациклена.

Создание изображения с использованием шрифтов TrueType

Пример отрисовки текста с нестандартным шрифтом и тенью.

from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont

img = Image.new('RGBA', (500, 200), (255, 255, 255, 0))
draw = ImageDraw.Draw(img)
try:
    font = ImageFont.truetype('DejaVuSans-Bold.ttf', 48)
except IOError:
    font = ImageFont.load_default()

# Тень
draw.text((52, 52), 'Python', fill=(0, 0, 0, 100), font=font)
# Основной текст
draw.text((50, 50), 'Python', fill='blue', font=font)

img.save('text_with_shadow.png')

Файл text_with_shadow.png: синяя надпись «Python» с полупрозрачной чёрной тенью, сдвинутой на 2 пикселя.

Генерация шумового изображения через numpy

Создание шума Перлина (простая реализация с помощью случайного масштабирования). В реальных проектах используют библиотеку noise.

import numpy as np
from PIL import Image

height, width = 256, 256
noise = np.random.randint(0, 256, (height, width, 3), dtype=np.uint8)
img = Image.fromarray(noise)
img.save('random_noise.png')

Изображение random_noise.png – цветной шум, каждый пиксель имеет случайный цвет.

Создание многоканального изображения (мультиспектрального) с помощью numpy и Pillow

Сохраним 4 канала (RGBA), где альфа-канал вычислен как функция от координат.

import numpy as np
from PIL import Image

w, h = 100, 100
# RGB каналы – градиенты
r = np.linspace(0, 255, w, dtype=np.uint8).reshape(1, w) * np.ones((h, 1), dtype=np.uint8)
g = np.linspace(255, 0, h, dtype=np.uint8).reshape(h, 1) * np.ones((1, w), dtype=np.uint8)
b = 128 * np.ones((h, w), dtype=np.uint8)
# Альфа-канал – прозрачность, растущая к краям
alpha = (np.sqrt((np.arange(h)[:,None]-50)**2 + (np.arange(w)[None,:]-50)**2) / 50 * 255).clip(0,255).astype(np.uint8)

arr = np.stack([r, g, b, alpha], axis=2)
img = Image.fromarray(arr, 'RGBA')
img.save('multichannel.png')

Файл multichannel.png: квадрат с градиентом по красному и зелёному, постоянным синим и альфа-каналом, который делает края полупрозрачными.

Сравнение производительности: Pillow vs OpenCV при создании большого изображения

Создадим изображение 2048x2048 с заливкой случайными пикселями и замерим время.

import time
import numpy as np
from PIL import Image
import cv2

# Pillow
start = time.perf_counter()
arr = np.random.randint(0, 256, (2048, 2048, 3), dtype=np.uint8)
img = Image.fromarray(arr)
img.save('pillow_big.png')
print('Pillow:', time.perf_counter() - start)

# OpenCV
start = time.perf_counter()
arr = np.random.randint(0, 256, (2048, 2048, 3), dtype=np.uint8)
cv2.imwrite('opencv_big.png', arr)
print('OpenCV:', time.perf_counter() - start)

Пример вывода (зависит от системы):
Pillow: 1.23 сек
OpenCV: 0.87 сек
OpenCV обычно быстрее за счёт оптимизированной записи.

Создание изображения с палитрой (режим P) с помощью Pillow

Палитровые изображения экономят память. Пример – создание индексированного PNG с пользовательской палитрой.

from PIL import Image

# Создаём чёрно-белое изображение в режиме L (grayscale)
img = Image.new('L', (100,100), 255)
draw = ImageDraw.Draw(img)
draw.rectangle((25,25,75,75), fill=128)

# Конвертируем в режим P с палитрой из 256 оттенков серого
img_p = img.convert('P')
# Для нестандартной палитры используйте img.putpalette(list_of_rgb_triplets)
img_p.save('palette_image.png')

Файл palette_image.png: квадрат в градациях серого, занимает меньше места за счёт палитры.