Color Trace
更新日期：2021 年 8 月 6 日
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+。
✨ 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）：
颜色数为 3 的 svg 转换结果（190KB）：
📝 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
🔨 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
👍 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
🔮 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(TM) 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！
❤ 贡献代码
由于做这个程序的第一目的是给我自己用，所以就没有考虑国际化，里面的变量名大多都是中文，甚至把命令行帮助也做成了中文。考虑到方便阅读、维护，贡献代码时请使用中文作为变量、注释的首选语言。
在写注释时，中文打字慢，许多部分我都是使用 HaujetZhao/CapsWriter 进行语音输入辅助完成的，推荐使用。
有能力的爱好者可以 fork 此 repo，翻译为英文代码。
☕ 打赏
万水千山总是情，一块几块都是情。本软件完全开源，用爱发电，如果你愿意，可以以打赏的方式支持我一下：
这个打赏二维码图片也是由 jpg 转成了黑色的 svg 文件，只有 55KB，Nice！
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