Python 实现图片压缩并转换为 WebP 格式

在现代 Web 开发中，图片优化是提升网站加载速度和用户体验的关键一环。WebP 格式因其出色的压缩效率和良好的图像质量，正逐渐成为主流的图片格式。本文将介绍如何使用 Python 配合 Pillow 库，实现图片的批量压缩、添加水印，并最终转换为 WebP 格式。

核心功能概览

我们将基于一个 Python 脚本 imgtools.py 来展开，该脚本主要包含以下功能：

1. 添加文字水印：在图片上叠加自定义的文字水印，支持描边效果以增强可读性。
2. 图片格式转换与压缩：将常见的图片格式（如 JPG, PNG, BMP）转换为 WebP 格式，并控制压缩质量。
3. 批量处理：支持处理指定目录下的所有符合条件的图片。

关键库：Pillow

Pillow 是 Python Imaging Library (PIL) 的一个友好分支，它为 Python 提供了强大的图像处理能力。在我们的脚本中，Pillow 用于打开、操作和保存图片。

from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont

1. 添加文字水印

在分享图片前，添加水印是一种常见的版权保护或品牌宣传手段。add_watermark 函数实现了这一功能。

def add_watermark(
    image: Image.Image, 
    watermark_text: str, 
    font_path: str, 
    font_size: int,
    font_color: Tuple[int, int, int, int],
    stroke_color: Tuple[int, int, int, int],
    stroke_width: int = 1,
    margin: int = 10
) -> Image.Image:
    """
    在图片上添加带描边的文字水印。

    Args:
        image (Image.Image): Pillow Image 对象 (需要是 RGBA 模式).
        watermark_text (str): 水印文字内容.
        font_path (str): 字体文件的路径.
        font_size (int): 字体大小.
        font_color (Tuple[int, int, int, int]): 文字颜色 (R, G, B, Alpha).
        stroke_color (Tuple[int, int, int, int]): 文字描边颜色 (R, G, B, Alpha).
        stroke_width (int): 描边宽度.
        margin (int): 水印距离图片边缘的距离.

    Returns:
        Image.Image: 添加了水印的 Pillow Image 对象.
    """
    # 创建一个与原图大小相同的透明水印层
    watermark_layer = Image.new("RGBA", image.size, (0, 0, 0, 0))
    draw = ImageDraw.Draw(watermark_layer)

    # 加载字体
    try:
        font = ImageFont.truetype(font_path, font_size)
    except IOError:
        print(f"警告: 字体 '{font_path}' 未找到, 将使用默认字体。")
        font = ImageFont.load_default()

    # 计算水印文字的尺寸
    bbox = draw.textbbox((0, 0), watermark_text, font=font)
    text_width = bbox[2] - bbox[0]
    text_height = bbox[3] - bbox[1]

    # 计算水印位置 (右下角)
    x = image.width - text_width - margin
    y = image.height - text_height - margin

    # 绘制描边
    if stroke_width > 0 and stroke_color:
        for i in range(-stroke_width, stroke_width + 1):
            for j in range(-stroke_width, stroke_width + 1):
                if i != 0 or j != 0: # 避免在中心点重复绘制
                    draw.text((x + i, y + j), watermark_text, font=font, fill=stroke_color)

    # 绘制文字本体
    draw.text((x, y), watermark_text, font=font, fill=font_color)

    # 将水印层合并到原图上
    return Image.alpha_composite(image, watermark_layer)

主要步骤：

• 创建一个与原图等大的透明图层 (watermark_layer) 用于绘制水印。
• 加载指定字体和大小。如果字体加载失败，则使用 Pillow 的默认字体。
• 计算水印文本的宽度和高度，以确定其在图片右下角的位置（可根据需求调整位置计算逻辑）。
• 描边效果：通过在文字主体周围的多个偏移位置绘制描边颜色的文本，实现描边效果，增强水印在不同背景下的可见性。
• 绘制文字主体。
• 使用 Image.alpha_composite 将带有透明度的水印层叠加到原始图片上（原图需转换为 "RGBA" 模式）。

2. 处理单张图片：添加水印、转换与保存

process_image_and_save 函数负责处理单张图片，包括打开图片、添加水印、转换为 WebP 格式并保存。

def process_image_and_save(
    input_path: str, 
    output_path: str, 
    watermark_text: str,
    font_path: str,
    font_color: Tuple[int, int, int, int],
    stroke_color: Tuple[int, int, int, int],
    quality: int = 80
):
    """
    打开图片、添加水印、转换为WebP格式并保存。
    """
    try:
        # 打开原图并转换为RGBA模式以支持透明度
        with Image.open(input_path).convert("RGBA") as base_image:
            width, height = base_image.size
            
            # 动态计算字体大小
            font_size = int(min(width, height) * 0.04)
            
            # 添加水印
            watermarked_image = add_watermark(
                image=base_image,
                watermark_text=watermark_text,
                font_path=font_path,
                font_size=font_size,
                font_color=font_color,
                stroke_color=stroke_color
            )

            # 转换回RGB模式以便保存为WebP
            final_image = watermarked_image.convert("RGB")
            
            # 保存为WebP
            final_image.save(output_path, "webp", quality=quality, method=6)
            print(f"处理完成: {os.path.basename(input_path)} -> {os.path.basename(output_path)}")

    except Exception as e:
        print(f"处理失败: {os.path.basename(input_path)}, 错误: {e}")

核心流程：

1. 打开图片：使用 Image.open(input_path) 打开图片，并通过 .convert("RGBA") 确保图片是 RGBA 模式，以便正确处理透明度（特别是水印的透明度）。
2. 动态字体大小：根据图片尺寸（宽度和高度的较小值）动态计算水印字体大小，使其在不同尺寸的图片上保持相对一致的视觉效果。
3. 添加水印：调用前面介绍的 add_watermark 函数。
4. 转换回 RGB：WebP 格式虽然支持透明度，但如果最终目的是减小文件大小且不需要透明背景，或者为了更广泛的兼容性，可以转换回 "RGB" 模式。如果需要保留透明度，则应在 RGBA 模式下直接保存。
5. 保存为 WebP：使用 final_image.save(output_path, "webp", quality=quality, method=6) 保存。
   • "webp": 指定保存格式。
   • quality: 控制 WebP 的压缩质量，范围 0-100，值越高质量越好但文件越大。脚本中默认为 80。
   • method: WebP 的编码方法，范围 0-6。值越大，编码速度越慢，但压缩效果可能更好。method=6 是最慢但压缩率最高的选项。

3. 批量处理图片

对于大量图片，手动逐个处理显然不现实。batch_process_images 函数实现了批量处理的逻辑。

def batch_process_images(
    input_dir: str, 
    output_dir: str, 
    watermark_text: str,
    font_path: str,
    font_color: Tuple[int, int, int, int],
    stroke_color: Tuple[int, int, int, int],
    quality: int = 80, 
    exts: Tuple[str, ...] = ('.jpg', '.jpeg', '.png', '.bmp')
):
    """
    批量处理指定目录中的所有图片。
    """
    if not os.path.exists(output_dir):
        os.makedirs(output_dir)
        print(f"创建输出目录: {output_dir}")

    for filename in os.listdir(input_dir):
        if filename.lower().endswith(exts): # 检查文件扩展名
            input_path = os.path.join(input_dir, filename)
            name, _ = os.path.splitext(filename)
            output_path = os.path.join(output_dir, name + ".webp") # 输出文件名为 .webp
            
            process_image_and_save(
                input_path=input_path,
                output_path=output_path,
                watermark_text=watermark_text,
                font_path=font_path,
                font_color=font_color,
                stroke_color=stroke_color,
                quality=quality
            )

工作方式：

• 检查输出目录是否存在，如果不存在则创建。
• 遍历输入目录 (input_dir) 下的所有文件。
• 通过 filename.lower().endswith(exts) 检查文件是否为指定的图片类型（默认为 .jpg, .jpeg, .png, .bmp）。
• 为每个符合条件的图片构建输入路径和输出路径（输出文件名后缀改为 .webp）。
• 调用 process_image_and_save 函数处理并保存图片。

4. 如何使用

脚本提供了一个 if __name__ == "__main__": 代码块，方便直接运行和配置参数。

if __name__ == "__main__":
    # --- 请在这里配置您的参数 ---

    # 1. 目录设置 (建议输入和输出目录不同，以防覆盖原图)
    INPUT_DIRECTORY = "/Users/workspace/src/.vuepress/public/test"  # 输入图片目录
    OUTPUT_DIRECTORY = "/Users/workspace/src/.vuepress/public/test" # 输出目录

    # 2. 水印内容
    WATERMARK_TEXT = "[email protected]"

    # 3. 字体路径 (请根据您的操作系统修改)
    # macOS: "/Library/Fonts/Arial.ttf"
    # Windows: "C:/Windows/Fonts/arial.ttf"
    # Linux: "/usr/share/fonts/truetype/liberation/LiberationSans-Regular.ttf"
    FONT_PATH = "/Library/Fonts/Arial Unicode.ttf"

    # 4. 颜色配置 (R, G, B, Alpha)，Alpha值范围 0-255，0为完全透明，255为不透明
    FONT_COLOR = (255, 255, 255, 180) # 白色半透明文字
    STROKE_COLOR = (0, 0, 0, 180)    # 黑色半透明描边
    
    # 5. WebP 压缩质量 (0-100，推荐 75-85)
    WEBP_QUALITY = 80
    
    # --- 配置结束 ---

    # 执行批量处理
    batch_process_images(
        input_dir=INPUT_DIRECTORY,
        output_dir=OUTPUT_DIRECTORY,
        watermark_text=WATERMARK_TEXT,
        font_path=FONT_PATH,
        font_color=FONT_COLOR,
        stroke_color=STROKE_COLOR,
        quality=WEBP_QUALITY
    )

配置说明：

• INPUT_DIRECTORY: 存放原始图片的文件夹路径。
• OUTPUT_DIRECTORY: 处理后图片保存的文件夹路径。强烈建议设置与输入目录不同的路径，以避免意外覆盖原始图片。
• WATERMARK_TEXT: 要添加的水印文字。
• FONT_PATH: 水印文字所用字体文件的完整路径。脚本中提供了常见操作系统下的示例路径。
• FONT_COLOR: 水印文字颜色，格式为 (R, G, B, Alpha)。Alpha 值控制透明度。
• STROKE_COLOR: 水印文字描边颜色，格式同上。
• WEBP_QUALITY: WebP 图片的压缩质量。

修改这些参数后，直接运行此 Python 脚本即可开始批量处理图片。

总结

通过 Python 和 Pillow 库，我们可以方便地实现图片的自动化处理流程，包括添加水印、格式转换和压缩。将图片转换为 WebP 格式不仅能有效减小文件体积，还能在保证良好视觉效果的前提下，加快网站加载速度，提升用户体验。这对于拥有大量图片内容的网站来说尤其重要。