以像素为单位指定和保存具有精确大小的图形

Question

假设我有一张尺寸为 3841 x 7195 像素的图像。我想将图形的内容保存到磁盘，从而生成我以像素为单位指定的 精确大小 的图像。

没有轴，没有标题。只是图像。我个人并不关心 DPI，因为我只想指定图像在屏幕上的大小（ 以像素为单位）。

我读过 其他 线程，它们似乎都转换为英寸，然后以英寸为单位指定图形的尺寸，并以某种方式调整 dpi。我想避免处理像素到英寸转换可能导致的潜在精度损失。

我试过：

 w = 7195
h = 3841
fig = plt.figure(frameon=False)
fig.set_size_inches(w,h)
ax = plt.Axes(fig, [0., 0., 1., 1.])
ax.set_axis_off()
fig.add_axes(ax)
ax.imshow(im_np, aspect='normal')
fig.savefig(some_path, dpi=1)

没有运气（Python 抱怨宽度和高度必须分别低于 32768（？））

从我所看到的一切来看， matplotlib 需要在 inches 和 dpi 中指定图形大小，但我只对磁盘 像素 感兴趣.我怎样才能做到这一点？

澄清一下：我正在寻找一种方法来使用 matplotlib 而不是使用其他图像保存库。

原文由 Amelio Vazquez-Reina 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

Matplotlib 不直接处理像素，而是处理物理尺寸和 DPI。如果要显示具有特定像素大小的图形，则需要知道显示器的 DPI。例如， 此链接 将为您检测到。

如果你有一个 3841x7195 像素的图像，你的显示器不太可能那么大，所以你将无法显示那个尺寸的图形（matplotlib 要求图形适合屏幕，如果你要求一个尺寸太大它会缩小到屏幕尺寸）。举个例子，假设您想要一张 800x800 像素的图像。以下是如何在我的显示器中显示 800x800 像素的图像 ( my_dpi=96 )：

 plt.figure(figsize=(800/my_dpi, 800/my_dpi), dpi=my_dpi)

因此，您基本上只需将尺寸（以英寸为单位）除以 DPI。

如果要保存特定尺寸的图形，那就另当别论了。屏幕 DPI 不再那么重要（除非你要求一个不适合屏幕的数字）。使用 800x800 像素图形的相同示例，我们可以使用 dpi 关键字 savefig 以不同的分辨率保存它。要以与屏幕相同的分辨率保存它，只需使用相同的 dpi：

 plt.savefig('my_fig.png', dpi=my_dpi)

要将其保存为 8000x8000 像素图像，请使用 10 倍大的 dpi：

 plt.savefig('my_fig.png', dpi=my_dpi * 10)

请注意，并非所有后端都支持 DPI 的设置。这里使用了 PNG 后端，但 pdf 和 ps 后端将以不同方式实现大小。此外，更改 DPI 和大小也会影响字体大小等内容。较大的 DPI 将保持相同的字体和元素的相对大小，但如果您想要较小的字体用于较大的图形，则需要增加物理大小而不是 DPI。

回到您的示例，如果您想保存 3841 x 7195 像素的图像，您可以执行以下操作：

 plt.figure(figsize=(3.841, 7.195), dpi=100)
( your code ...)
plt.savefig('myfig.png', dpi=1000)

请注意，我使用 100 的数字 dpi 来适应大多数屏幕，但使用 dpi=1000 保存以获得所需的分辨率。在我的系统中，这会生成一个 3840x7190 像素的 png——似乎保存的 DPI 总是比所选值小 0.02 像素/英寸，这将对大图像尺寸产生（小）影响。 在这里 对此进行更多讨论。

原文由 tiago 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议

Answer 2

根据您的代码，这对我有用，生成了带有颜色噪声和所需尺寸的 93Mb png 图像：

 import matplotlib.pyplot as plt
import numpy

w = 7195
h = 3841

im_np = numpy.random.rand(h, w)

fig = plt.figure(frameon=False)
fig.set_size_inches(w,h)
ax = plt.Axes(fig, [0., 0., 1., 1.])
ax.set_axis_off()
fig.add_axes(ax)
ax.imshow(im_np, aspect='normal')
fig.savefig('figure.png', dpi=1)

我在 Linux Mint 13 中使用 Python 2.7 库的最新 PIP 版本。

希望有帮助！

原文由 heltonbiker 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议