使用 Python 和 PIL 实现图片合并

本文记录了一次使用 Python 和 Pillow 库实现图片批量合并并添加标题的实践过程。目的是将一个文件夹内的多张图片，按照指定的布局合并为单张图片，并在每张图片下方添加标题文字。

需求概述

需要实现以下功能：

1. 批量图片处理：处理指定文件夹内的所有图片文件。

2. 自定义布局：设定合并图片的行数和列数。

3. 可配置间距与边距：设置图片之间的水平和垂直间距，以及整体图片的页边距。

4. 自动添加标题：从文件名提取信息作为标题，并添加至每张图片下方。

5. 可定制标题样式：设置标题的字体、大小、粗细等属性。

6. A4尺寸输出：最终合并的图片可调整至A4纸张尺寸。

技术选型方面，选择了 Python 语言和 Pillow (PIL) 库，Pillow 库提供了图像处理所需的功能。

实现步骤及问题解决

以下是代码实现的关键步骤和过程中遇到的问题及解决方案：

1. 图片读取与布局计算

首先，需要读取指定文件夹内的图片文件。使用 os.listdir() 获取文件名列表，并筛选出图片文件（根据文件扩展名）。使用 PIL.Image.open() 打开图片。

布局计算根据用户设定的布局参数（行数、列数）、图片尺寸、边距和间距计算画布大小以及每张图片在画布上的坐标位置。 计算公式如下：

 rows = layout[0]
 cols = layout[1]
 image_width = image_size[0]
 image_height = image_size[1]
 horizontal_margin = margin[0]
 vertical_margin = margin[1]
 horizontal_padding = padding[0]
 vertical_padding = padding[1]
 ​
 canvas_width = cols * image_width + (cols - 1) * horizontal_padding + horizontal_margin * 2
 canvas_height = rows * image_height + (rows - 1) * vertical_padding + vertical_margin * 2

2. 画布创建与图片粘贴

使用 PIL.Image.new() 创建指定尺寸的白色背景画布。循环遍历图片列表，根据计算出的坐标，使用 combined_image.paste(img, (x, y)) 将图片粘贴到画布上。

 combined_image = Image.new("RGB", (canvas_width, canvas_height), "white")
 # ... 循环处理图片 ...
 combined_image.paste(img, (x, y))

3. 标题提取与文字绘制

标题提取功能从文件名中获取标题信息。通过 title_extract 参数，用户可以指定文件名分隔符和索引，例如 title_extract=("+", 0) 表示使用 "+" 分隔符，并取分割后的第一部分作为标题。

文字绘制使用 PIL.ImageDraw.Draw().text() 方法。 初期遇到中文乱码问题，原因是默认字体可能不支持中文显示。 解决方法是指定支持中文的字体文件，例如Windows系统自带的 simsun.ttc (宋体)。 使用 PIL.ImageFont.truetype() 加载字体文件，并在 draw.text() 中设置 font 参数。

 from PIL import ImageFont
 ​
 try:
     font = ImageFont.truetype(title_font[0], title_font[1])
 except IOError:
     print(f"警告: 字体文件 {title_font[0]} 未找到，使用默认字体.")
     font = ImageFont.load_default()
 ​
 # ... 循环绘制文字 ...
 draw.text(
     (text_x, text_y),
     img_name,
     fill="black",
     font=font,
     anchor="mt",
     stroke_width=title_font[2],
     stroke_fill="black",
 )

4. 调整为A4尺寸

为满足打印需求，添加 resize_to_a4() 函数，使用 PIL.Image.resize() 将合并后的图片调整为A4纸张尺寸。 采用 Image.Resampling.LANCZOS 重采样滤波器以保证图像质量。

 def resize_to_a4(image):
     a4_width = 2480
     a4_height = 3508
     return image.resize((a4_width, a4_height), Image.Resampling.LANCZOS)
 ​
 # ... 主程序调用 ...
 combined_image = resize_to_a4(combined_image)

总结与改进方向

本次实践基本实现了图片合并的需求。 后续可能的改进方向包括：

• 扩展布局选项，例如支持非网格布局。

• 增加更多标题样式设置，例如背景、边框等。

• 考虑开发图形用户界面，提升易用性。

完整代码

from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
import os
import pypinyin


def combine_images(
    folder_path,
    layout,
    image_size,
    margin,
    padding,
    title_extract,
    title_font,
    title_offset,
):
    """
    合并指定文件夹中的图片为一张大图，并在每张图片下方添加标题文字。
    Args:
        folder_path: 图片文件夹路径
        output_path: 输出图片路径
        layout: (行数, 列数)
        image_size: (图片宽度, 图片高度)
        margin: (左右页边距, 上下页边距)
        padding: (图片水平间距, 图片垂直间距)
        title_extract: (分隔符, 索引) 用于提取标题文字
        title_font: (字体文件, 字体大小, 字体粗细)
        title_offset: 标题文字与图片的垂直间距
    """
    images = os.listdir(folder_path)
    images = [os.path.join(folder_path, image) for image in images if image.endswith((".jpg", ".png", ".jpeg"))]

    # 使用 pypinyin 将文件名中的中文转换为拼音，并根据拼音排序
    images.sort(key=lambda x: "".join([item[0] for item in pypinyin.pinyin(os.path.basename(x), style=pypinyin.Style.NORMAL)]))

    rows = layout[0]
    cols = layout[1]

    image_width = image_size[0]
    image_height = image_size[1]

    horizontal_margin = margin[0]
    vertical_margin = margin[1]

    horizontal_padding = padding[0]
    vertical_padding = padding[1]

    canvas_width = cols * image_width + (cols - 1) * horizontal_padding + horizontal_margin * 2

    canvas_height = rows * image_height + (rows - 1) * vertical_padding + vertical_margin * 2

    combined_image = Image.new("RGB", (canvas_width, canvas_height), "white")
    draw = ImageDraw.Draw(combined_image)

    try:
        font = ImageFont.truetype(title_font[0], title_font[1])
    except IOError:
        print(f"警告: 字体文件 {title_font[0]} 未找到，使用默认字体.")
        font = ImageFont.load_default()

    print("正在处理图片...")

    for index, image in enumerate(images):
        try:
            img = Image.open(image).convert("RGB")  # 确保图片是 RGB 模式
            img = img.resize((image_width, image_height))

            img_name = os.path.basename(image).split(title_extract[0])[title_extract[1]]
            row_index = index // cols
            col_index = index % cols

            x = horizontal_margin + col_index * (image_width + horizontal_padding)
            y = vertical_margin + row_index * (image_height + vertical_padding)

            combined_image.paste(img, (x, y))

            text_x = x + image_width / 2
            text_y = y + image_height + title_offset

            draw.text(
                (text_x, text_y),
                img_name,
                fill="black",
                font=font,
                anchor="mt",
                stroke_width=title_font[2],
                stroke_fill="black",
            )

        except FileNotFoundError:
            print(f"警告: 图片文件未找到: {image}")
        except Exception as e:
            print(f"处理图片时发生错误 {image}: {e}")

    return combined_image


def resize_to_a4(image):
    """
    调整图片大小为A4纸大小
    """
    a4_width = 2480
    a4_height = 3508
    return image.resize((a4_width, a4_height), Image.Resampling.LANCZOS)


if __name__ == "__main__":
    # 设置合并图片的参数
    combined_image = combine_images(
        folder_path="8班",
        layout=(8, 5),
        image_size=(390, 567),
        margin=(500, 200),
        padding=(250, 100),
        title_extract=(".", 0),
        title_font=("simsun.ttc", 50, 1.3),
        title_offset=30,
    )
    # 调整为A4纸大小
    combined_image = resize_to_a4(combined_image)
    # 保存合并后的图片
    combined_image.save("combined_image.png")
    print("合并后的图片已保存到: combined_image.png")