Jeroen Ooms  

上個(gè)星期，magick軟件包的1.0版出現(xiàn)在了CRAN上：這是一個(gè)雄心勃勃的工作,，用于在R中實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和簡(jiǎn)化高質(zhì)量的圖像處理,。這個(gè)R包建立在Magick ++ STL上,，它向著名的ImageMagick庫(kù)公開(kāi)了一個(gè)強(qiáng)大的C ++ API,。

開(kāi)始學(xué)習(xí)magick最好的地方是小插曲,，它給出了這個(gè)軟件包中絕大多數(shù)功能的簡(jiǎn)要概述。

邁向版本1.0

圍繞去年的這個(gè)時(shí)候rOpenSci 公布的magick包的第一個(gè)版本：用于圖像讀取一個(gè)新的強(qiáng)大的工具包,，寫(xiě)作,，轉(zhuǎn)換，編輯,，轉(zhuǎn)換,，注釋和動(dòng)畫(huà)R.由于初始版本已經(jīng)出現(xiàn)了一些更新的附加功能，許多使用者已經(jīng)開(kāi)始發(fā)現(xiàn)這個(gè)軟件包的功能,，使R的可視化達(dá)到了一個(gè)新的水平。

例如,，鮑勃·魯?shù)纤梗˙ob Rudis）使用magick來(lái)從美國(guó)干旱監(jiān)測(cè)中可視化加州干旱數(shù)據(jù)（點(diǎn)擊圖片了解更多信息）：

R女士Lucy D'Agostino McGowan和Ma?lleSalmon展示了如何制作美麗的拼貼畫(huà)：

而丹尼爾P.哈德利讓文森特維加解釋汽車(chē)：

現(xiàn)在,，1年后,，1.0版本標(biāo)志著一個(gè)重要的里程碑：添加一個(gè)新的本地圖形設(shè)備（作為一個(gè)magick圖像對(duì)象和R圖的混合體）彌合了圖形和圖像處理之間的差距。

這篇博客文章解釋了magick設(shè)備如何讓您無(wú)縫地將圖形與R中的圖像處理結(jié)合起來(lái),。您可以使用它來(lái)后期處理R圖形,，也可以使用本地R繪圖機(jī)制繪制導(dǎo)入的圖像。我們希望這個(gè)統(tǒng)一的界面能夠更容易的生成漂亮,，可復(fù)制的圖像,。

本地Magick圖形

該image_graph()功能打開(kāi)一個(gè)新的圖形設(shè)備類(lèi)似于png()或x11(),。它返回一個(gè)圖像對(duì)象,，圖形將被寫(xiě)入,。繪圖設(shè)備中的每個(gè)頁(yè)面將成為圖像對(duì)象中的一個(gè)框架（圖層）。

# Produce image using graphics device
fig <- image_graph(res = 96)
ggplot2::qplot(mpg, wt, data = mtcars, colour = cyl)
dev.off()

該fig對(duì)象現(xiàn)在包含我們可以輕松進(jìn)行后期處理的圖像,。例如,，我們可以覆蓋另一個(gè)圖像：

logo <- image_read("https://www./logo/Rlogo.png")
out <- image_composite(fig, image_scale(logo, "x150"), offset = "+80+380")

# Show preview
image_browse(out)

# Write to file
image_write(out, "myplot.png")

繪圖設(shè)備

該image_draw()功能打開(kāi)一個(gè)圖形設(shè)備，使用像素坐標(biāo)在現(xiàn)有圖像的頂部繪制,。

# Open a file
library(magick)
frink <- image_read("http://image109.360doc.com/DownloadImg/2017/11/0909/115710545_6_20171109094237298.png")
drawing <- image_draw(frink)

現(xiàn)在我們可以使用R的原生低級(jí)圖形函數(shù)在圖像頂部繪圖：

rect(20, 20, 200, 100, border = "red", lty = "dashed", lwd = 5)
abline(h = 300, col = 'blue', lwd = '10', lty = "dotted")
text(10, 250, "Hoiven-Glaven", family = "courier", cex = 4, srt = 90)
palette(rainbow(11, end = 0.9))
symbols(rep(200, 11), seq(0, 400, 40), circles = runif(11, 5, 35),
  bg = 1:11, inches = FALSE, add = TRUE)

在任何時(shí)候你都可以檢查當(dāng)前的結(jié)果：

image_browse(drawing)

完成后，可以關(guān)閉設(shè)備并保存結(jié)果,。

dev.off()
image_write(drawing, 'drawing.png')

默認(rèn)情況下,，image_draw()將所有邊距設(shè)置為0，并使用圖形坐標(biāo)來(lái)匹配以像素為單位的圖像大?。▽抶高），其中（0,0）是左上角,。請(qǐng)注意,，這意味著y軸從頂部到底部增加,，這與典型的圖形坐標(biāo)相反。你可以通過(guò)自定義覆蓋所有這一切xlim,，ylim或mar值image_draw(),。

動(dòng)畫(huà)圖形

該圖形設(shè)備支持多個(gè)框架,，這使得創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)圖形變得容易,。下面的例子展示了如何使用magick 實(shí)現(xiàn)非常酷的gganimate包中的例子,。

library(gapminder)
library(ggplot2)
library(magick)
img <- image_graph(res = 96)
datalist <- split(gapminder, gapminder$year)
out <- lapply(datalist, function(data){
  p <- ggplot(data, aes(gdpPercap, lifeExp, size = pop, color = continent)) +
    scale_size("population", limits = range(gapminder$pop)) +
    scale_x_log10(limits = range(gapminder$gdpPercap)) +
    geom_point() + ylim(20, 90) +  ggtitle(data$year) + theme_classic()
  print(p)
})
dev.off()
animation <- image_animate(img, fps = 2)
image_write(animation, "animation.gif")

我們希望magick軟件包能夠?yàn)橹T如gganimate之類(lèi)的軟件包提供更強(qiáng)大的后端,，以便在R中生成交互式圖形，而無(wú)需用戶(hù)手動(dòng)安裝外部圖像編輯軟件,。

將ImageMagick命令移植到R

現(xiàn)在,，magick 1.0版本具有圖像處理軟件包期望的核心圖像處理功能。但是,，仍然有改進(jìn),，使magick很多房間的在R圖像處理包

目前很多R用戶(hù)和軟件包都是用于執(zhí)行圖像操作的ImageMagick命令行工具,。目標(biāo)是在magick軟件包中支持所有這些操作，以便在任何平臺(tái)上生成（再現(xiàn)）圖像,，而不需要用戶(hù)安裝額外的軟件,。

請(qǐng)注意，ImageMagick庫(kù)已有26年的歷史,，并在這些年中積累了大量的功能,。將所有這些移植到R是相當(dāng)多的工作，用戶(hù)的反饋是重要的,。如果您想在R中執(zhí)行imagemagick操作,，但是您無(wú)法弄清楚，請(qǐng)在GitHub上打開(kāi)一個(gè)問(wèn)題,。如果功能目前還不支持,，我們會(huì)嘗試將其添加到下一個(gè)版本。

圖像分析

目前magick專(zhuān)注于生成和編輯圖像,。還有另一個(gè)完全不同的功能,，我們喜歡支持分析圖像。圖像分析可能涉及從計(jì)算顏色分布到更復(fù)雜的特征提取和視覺(jué)工具,。我對(duì)這個(gè)領(lǐng)域不太熟悉,，所以我們可以再次使用用戶(hù)和專(zhuān)家的建議。

一個(gè)已經(jīng)可用的image_ocr()功能是使用rOpenSci tesseract軟件包從圖像中提取文本的功能,。使用圖像分析的另一個(gè)很酷的例子是拼貼包,，其計(jì)算顏色直方圖以選擇合適的拼貼圖像來(lái)創(chuàng)建拼貼。

作為支持分析工具的一部分,，我們計(jì)劃將位圖（柵格）類(lèi)提取到一個(gè)單獨(dú)的包中,。這將使軟件包作者能夠編寫(xiě)R擴(kuò)展來(lái)分析和處理原始圖像數(shù)據(jù)，而不一定取決于magick,。然而,，用戶(hù)總是可以依靠magick作為一個(gè)強(qiáng)大的工具包來(lái)導(dǎo)入/導(dǎo)出圖像和圖形到這樣的低級(jí)別的位圖。