class HandImage(QWidget):
    def __init__(self):
        super(HandImage, self).__init__()
        self.init_ui()

    def init_ui(self):
        '''
        UI界面组件及布局
        :return:
        '''
        self.setWindowTitle('手绘图片生成器   公众号：[Python 集中营]')
        self.setWindowIcon(QIcon('手绘图标.ico'))

        self.setFixedWidth(500)

        self.sou_im_path = QLineEdit()
        self.sou_im_path.setReadOnly(True)

        self.sou_im_path_btn = QPushButton()
        self.sou_im_path_btn.setText('源图片')
        self.sou_im_path_btn.clicked.connect(self.sou_im_path_btn_clk)

        self.dir_path = QLineEdit()
        self.dir_path.setReadOnly(True)

        self.dir_path_btn = QPushButton()
        self.dir_path_btn.setText('存储')
        self.dir_path_btn.clicked.connect(self.dir_path_btn_clk)

        self.start_btn = QPushButton()
        self.start_btn.setText('开始绘制图像')
        self.start_btn.clicked.connect(self.start_btn_clk)

        grid = QGridLayout()
        grid.addWidget(self.sou_im_path, 0, 0, 1, 1)
        grid.addWidget(self.sou_im_path_btn, 0, 1, 1, 1)
        grid.addWidget(self.dir_path, 1, 0, 1, 1)
        grid.addWidget(self.dir_path_btn, 1, 1, 1, 1)
        grid.addWidget(self.start_btn, 2, 0, 1, 2)

        self.thread_ = WorkThread(self)
        self.thread_.finished.connect(self.finished)

        self.setLayout(grid)

    # UI界面上的槽函数

    def sou_im_path_btn_clk(self):
        '''
        选择源图片并设置路径
        :return:
        '''
        im_path = QFileDialog.getOpenFileName(self, os.getcwd(), '打开图片', 'Image File(*.jpg);;Image File(*.png)')
        self.sou_im_path.setText(im_path[0])

    def dir_path_btn_clk(self):
        '''
        选择存储路径并设置路径
        :return:
        '''
        dir_path = QFileDialog.getExistingDirectory(self, os.getcwd(), '选择路径')
        self.dir_path.setText(dir_path)

    def start_btn_clk(self):
        '''
        开始按钮绑定的槽函数
        :return:
        '''
        self.start_btn.setEnabled(False)
        self.thread_.start()

    def finished(self, finished):
        '''
        用于子线程传递完成信号的槽函数
        :param finished: 信号变量
        :return:
        '''
        if finished is True:
            self.start_btn.setEnabled(True)

from PIL import Image  # 图像处理模块
import numpy as np  # 科学计算库

# PyQt5界面制作及样式、核心组件
from PyQt5.QtGui import *
from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtCore import *

# 应用基础操作相关
import sys
import os

class WorkThread(QThread):
    finished = pyqtSignal(bool)

    def __init__(self, parent=None):
        super(WorkThread, self).__init__(parent)
        self.parent = parent
        self.working = True

    def __del__(self):
        self.working = False
        self.wait()

    def run(self):
        # 源图片路径
        sou_im_path = self.parent.sou_im_path.text().strip()
        # 存储路径
        dir_path = self.parent.dir_path.text().strip()
        if sou_im_path == '' or dir_path == '':
            self.finished.emit(True)
            return
        # 打开需要进行转的图像，并进行参数设置，取出来的参数主要图像的一些梯度值。最后进行数组保存。
        vals = np.asarray(Image.open(sou_im_path).convert('L')).astype('float')

        '''图像参数处理'''
        depth = 12.0  # 设置初始化深度
        gray_vals = np.gradient(vals)  # 提取图像灰度的梯度值
        gray_x, gray_y = gray_vals  # 单独提取横坐标与纵坐标的灰度值
        print('当前横坐标的灰度值：', gray_x)
        print('当前纵坐标的灰度值：', gray_y)

        # 重新设置横坐标合纵坐标的灰度值
        gray_x = gray_x * depth / 100.0
        gray_y = gray_y * depth / 100.0

        # 根据numpy.sqrt()函数计算横坐标和纵坐标灰度值的平方根
        gray_sqrt = np.sqrt(gray_x ** 2 + gray_y ** 2 + 1.0)

        # 重新计算X轴、Y轴、Z轴的光源
        light_x = gray_x / gray_sqrt
        light_y = gray_y / gray_sqrt
        light_z = 1.0 / gray_sqrt

        # 计算光源的方位角度、俯视角度
        agnle_el = np.pi / 2.2  # 俯视角度
        agnle_az = np.pi / 4.  # 方位角度

        # 分别计算光源对X轴、Y轴、Z轴的影响
        dx = np.cos(agnle_el) * np.cos(agnle_az)  # 光源对x 轴的影响
        dy = np.cos(agnle_el) * np.sin(agnle_az)  # 光源对y 轴的影响
        dz = np.sin(agnle_el)  # 光源对z 轴的影响

        # 设置光源归一化处理
        light = 255 * (dx * light_x + dy * light_y + dz * light_z)
        light = light.clip(0, 255)

        # 重新构建图像
        image = Image.fromarray(light.astype('uint8'))
        image.save(dir_path + '/手绘图像.jpg')
        self.finished.emit(True)
        print('手绘图像绘制完成！')