Python输出图片中文乱码如何解决字体和编码问题

Question

在使用Python生成图片并添加中文文本时，常常遇到中文乱码问题。这主要是因为默认字体不支持中文字符或编码设置不当。解决此问题的关键在于选择支持中文的字体（如SimHei、Microsoft YaHei等），并通过`matplotlib`或`Pillow`库加载指定字体文件。例如，在`matplotlib`中可通过`rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']`设置字体，同时确保系统已安装对应字体文件。此外，需确认源代码保存为UTF-8编码格式，并在必要时通过`# -*- coding: utf-8 -*-`声明编码类型。如果使用`Pillow`的`ImageDraw`模块绘制文本，则需显式加载中文字体：`font = ImageFont.truetype("simhei.ttf", size)`。以上方法可有效避免中文乱码，确保输出图片中的中文正常显示。

Answer 1

1. 问题概述：Python生成图片中的中文乱码

在使用Python生成图片并添加中文文本时，经常会出现中文乱码问题。这一现象的根本原因在于默认字体不支持中文字符，或者编码设置不当。例如，matplotlib和Pillow等库的默认字体通常为英文环境下的字体（如Arial），这些字体无法正确渲染中文字符。

此外，源代码文件的编码格式也可能影响中文显示效果。如果代码文件未保存为UTF-8编码，或者未通过# -*- coding: utf-8 -*-声明编码类型，可能会导致乱码问题。

常见表现：

• 中文显示为方块或乱码。
• 使用matplotlib绘图时，中文标题、标签无法正常显示。
• 使用Pillow绘制文本时，中文字符缺失或显示异常。

2. 分析过程：问题根源与解决方案

为了深入理解这一问题，我们需要从以下几个方面进行分析：

1. 字体支持性：默认字体是否支持中文字符？
2. 编码设置：源代码是否正确保存为UTF-8编码？
3. 库配置：如何在matplotlib和Pillow中加载支持中文的字体？

以下是具体的分析步骤：

步骤	描述	解决方法
1	检查系统是否安装了支持中文的字体（如SimHei、Microsoft YaHei）。	如果没有安装，可以通过操作系统自带的字体管理工具下载并安装。
2	确认源代码文件的编码格式为UTF-8。	在代码开头添加# -*- coding: utf-8 -*-声明，确保IDE或编辑器保存为UTF-8格式。
3	在matplotlib中设置支持中文的字体。	通过rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']指定字体。
4	在Pillow中显式加载中文字体。	使用ImageFont.truetype("simhei.ttf", size)加载字体文件。

3. 解决方案：具体实现方法

以下是针对matplotlib和Pillow的具体解决方案：

3.1 使用matplotlib绘制中文文本

以下是一个示例代码，展示如何在matplotlib中正确显示中文：

import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import rcParams

# 设置字体为SimHei
rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 解决负号显示问题

plt.figure()
plt.title('中文标题')
plt.xlabel('横轴标签')
plt.ylabel('纵轴标签')
plt.text(0.5, 0.5, '这是中文文本', fontsize=12)
plt.show()

3.2 使用Pillow绘制中文文本

以下是一个示例代码，展示如何在Pillow中加载中文字体并绘制中文：

from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont

# 创建空白图像
img = Image.new('RGB', (400, 200), color=(255, 255, 255))
draw = ImageDraw.Draw(img)

# 加载中文字体
font = ImageFont.truetype("simhei.ttf", 24)

# 绘制中文文本
draw.text((50, 50), "这是一个测试文本", font=font, fill=(0, 0, 0))

# 保存图像
img.save('output.png')

流程图：解决问题的步骤

以下是解决问题的整体流程图：

```mermaid
flowchart TD
    A[检查系统字体] --> B{字体是否支持中文?}
    B --是--> C[设置matplotlib/Pillow字体]
    B --否--> D[安装中文字体]
    D --> C
    C --> E[确认编码格式为UTF-8]
    E --> F[运行程序并验证结果]
```