برنامه نویسی ترم یازدهم

🟢 هفته اول:

جلسه ۱: ورود به دنیای پیکسل‌ها

• هدف: نصب محیط و درک اینکه یک تصویر در کامپیوتر چیست.
• مباحث: نصب Pillow، باز کردن فایل، نمایش تصویر، دریافت ابعاد و فرمت.

       توابع مهم

• Image.open()
• Image.save()
• Image.show()
• Image.new()
• تمرین کلاسی:  باز کردن یک عکس و ذخیره نسخه‌ای جدید از آن و چاپ کردن ابعاد (عرض و ارتفاع) آن در خروجی.

• تکلیف: یک اسکریپت بنویسید که یک تصویر را باز کرده، نام فایل را چاپ کند و یک نسخه کپی با نام جدید ذخیره کند.
•  

جلسه ۲: مدیریت حالت‌های رنگی (Color Modes)

• هدف: درک تفاوت رنگ‌ها (RGB vs Grayscale) و شفافیت (Alpha).
• مباحث: تبدیل رنگ، مفهوم کانال آلفا، جداسازی کانال‌های R، G، B.

         توابع مهم

• image.size()
• image.mode()
• image.format()
• Image.convert()

• تمرین کلاسی: تبدیل یک عکس رنگی به خاکستری و ذخیره آن.
• تکلیف: یک عکس را باز کنید، کانال قرمز (Red) را جدا کنید و آن را به صورت یک تصویر سیاه و سفید ذخیره کنید.

جلسه ۳: مهندسی ابعاد (Resize & Crop)

• هدف: یادگیری تغییر اندازه و برش ناحیه‌های خاص.
• مباحث: resize با متدهای مختلف (LANCZOS)، crop با مختصات، rotate و چرخش.

توابع مهم

• Image.resize()
• Image.crop()
• Image.rotate()
• Image.split()
• Image.merge()
• Image.convert()

• تمرین کلاسی: برش کردن یک مربع از وسط یک عکس و تغییر اندازه آن به ۵۰۰x۵۰۰.  ساخت نسخه کوچک‌تر از یک عکس و جدا کردن بخشی از تصویر

• تکلیف: یک عکس را بچرخانید (۴۵ درجه) و سپس آن را به گونه‌ای برش بزنید که در کادر قرار بگیرد.

🟡 هفته دوم:

جلسه ۴: جادوی بهبود تصویر (Enhancement)

• هدف: اصلاح خودکار نور و رنگ تصاویر ضعیف.
• مباحث: تنظیم Brightness (روشنایی)، Contrast (کنتراست)، Color (غلظت رنگ) و Sharpness (وضوح).

توابع مهم

• ImageEnhance.Brightness()
• ImageEnhance.Contrast()
• ImageEnhance.Color()
• ImageEnhance.Sharpness()

• تمرین کلاسی: یک عکس تیره را با استفاده از Brightness روشن کنید.  ساخت ۴ نسخه مختلف از یک تصویر با تنظیمات متفاوت

• تکلیف: یک عکس بسیار بی‌رنگ (Black & White) را بگیرید و با افزایش Color و Contrast سعی کنید آن را زنده کنید.

جلسه ۵: دنیای فیلترها (Filtering)

• هدف: اعمال افکت‌های هنری و فیلترهای مهندسی.
• مباحث: فیلترهای Blur (محو کردن)، Sharpen (تیز کردن)، Contour (خطوط محیطی) و Detail.

توابع مهم

• Image.filter()
• ImageFilter.BLUR()
• ImageFilter.GaussianBlur()
• ImageFilter.SHARPEN()
• ImageFilter.EDGE_ENHANCE()
• ImageFilter.DETAIL()

• تمرین کلاسی: اعمال فیلتر GaussianBlur روی یک تصویر. اعمال چند فیلتر روی یک عکس و مقایسه نتیجه

• تکلیف: یک عکس را با فیلتر DETAIL تیز کنید و سپس با فیلتر BLUR محو کنید؛ نتیجه را مقایسه کنید.

جلسه ۶: هنر ترسیم و گرافیک (Drawing)

• هدف: اضافه کردن المان‌های گرافیکی به عکس.
• مباحث: رسم خط، مستطیل، دایره و چندضلعی با ImageDraw.

توابع مهم

• ImageDraw.Draw()
• draw.line()
• draw.rectangle()
• draw.ellipse()
• draw.text()
• ImageFont.truetype()

• تمرین کلاسی: رسم یک کادر قرمز دور وسط یک تصویر. ساخت یک تصویر حاوی متن و کادر و دایره

• تکلیف: یک تصویر سفید ایجاد کنید و روی آن یک خانه ساده (با مربع و مثلث) رسم کنید.

🟠 هفته سوم:

جلسه ۷: تایپوگرافی در تصویر (Text & Fonts)

• هدف: نوشتن متن‌های زیبا روی تصاویر.
• مباحث: استفاده از ImageFont ،بارگذاری فونت‌های سیستم، تنظیم اندازه و رنگ متن.

توابع مهم

• ImageFont.truetype()

• تمرین کلاسی: نوشتن نام خودتان با رنگ آبی روی یک عکس.
• تکلیف: یک تصویر “کارت پستال” بسازید؛ یک عکس پس‌زمینه انتخاب کنید و یک پیام تبریک با فونت متفاوت روی آن بنویسید. 

جلسه ۸: دستکاری مستقیم پیکسل‌ها (Pixel Manipulation)

• هدف: درک عمیق از اینکه هر پیکسل چه عددی است.
• مباحث: getpixel, putpixel, استفاده از load() برای سرعت بیشتر.

توابع مهم

• Image.getpixel()
• Image.putpixel()
• Image.load()

• تمرین کلاسی: خواندن رنگ یک نقطه خاص و چاپ کردن مقادیر RGB آن. سیاه و سفید کردن بخشی از تصویر تغییر رنگ چند پیکسل مشخص

• تکلیف: یک اسکریپت بنویسید که تمام پیکسل‌های یک ناحیه خاص از تصویر را به رنگ سبز تغییر دهد.

جلسه ۹: آستانه‌بندی و تصاویر باینری (Thresholding)

• هدف: تبدیل تصاویر به سیاه و سفید مطلق (فقط دو رنگ).
• مباحث: مفهوم Threshold، استفاده از Image.point() برای نگاشت رنگ‌ها.

توابع مهم

• Image.convert(‘L’)
• Image.point()

• تمرین کلاسی: تبدیل یک عکس به حالت باینری (سیاه و سفید مطلق).
• تکلیف: یک تابع بنویسید که آستانه (Threshold) را از کاربر بگیرد و تصویر را بر اساس آن سیاه و سفید کند.

🔴 هفته چهارم:

جلسه ۱۰: ترکیب لایه‌ها و ماسک‌ها (Masking & Blending)

• هدف: ادغام دو تصویر با استفاده از شفافیت.
• مباحث: blend (ترکیب ساده)، composite (استفاده از ماسک)، alpha_composite.

توابع مهم

• Image.blend()
• Image.composite()
• Image.alpha_composite()
• Image.putalpha()
• تمرین کلاسی: ترکیب دو تصویر با ۵۰٪ شفافیت.
• تکلیف: یک لوگو را به صورت نیمه‌شفاف (Watermark) روی یک تصویر قرار دهید.

جلسه ۱۱: تحلیل داده‌های تصویر (Histogram)

• هدف: درک ریاضی توزیع رنگ‌ها.
• مباحث: محاسبه histogram ،تحلیل توزیع شدت نور.

توابع مهم

• Image.histogram()

• تمرین کلاسی: چاپ کردن هیستوگرام یک تصویر خاکستری. بررسی هیستوگرام یک عکس تیره و یک عکس روشن
• تکلیف: بررسی کنید کدام تصویر در یک مجموعه، روشن‌تر است (با مقایسه میانگین هیستوگرام).

جلسه ۱۲: افکت‌های خاص و عملیات ریاضی (ImageChops)

• هدف: استفاده از محاسبات ریاضی برای ایجاد افکت.
• مباحث: ImageChops.difference (یافتن تفاوت)، add و multiply.

توابع مهم

• multiply()
• add()
• subtract() 
• تمرین کلاسی: پیدا کردن تفاوت بین دو تصویر مشابه. ساخت ۳ افکت مختلف روی یک تصویر

• تکلیف: با استفاده از multiply دو تصویر را با هم ترکیب کنید تا یک افکت سایه ایجاد شود.

🟢 هفته پنجم:

جلسه ۱۳: اتوماسیون و پردازش دسته‌ای (Batch Processing)

• هدف: کار با صدها عکس در چند ثانیه.
• مباحث: کار با کتابخانه os ،پیمایش پوشه‌ها، اعمال یک تغییر روی همه عکس‌ها.

توابع مهم

• os.listdir()
• os.path.join()
• Image.open()
• Image.save()

• تمرین کلاسی: تغییر اندازه تمام عکس‌های موجود در یک پوشه به صورت خودکار.
• تکلیف: اسکریپتی بنویسید که تمام عکس‌های یک پوشه را سیاه و سفید کرده و در پوشه جدیدی ذخیره کند.

جلسه ۱۴: پروژه عملی (بخش اول: طراحی سیستم)

• هدف: تبدیل نیاز کاربر به کد.
• موضوع: طراحی یک “اپلیکیشن کوچک بهبود عکس”.

توابع مهم

• Image.open()
• Image.resize()
• ImageEnhance.Brightness()
• ImageEnhance.Contrast()
• ImageEnhance.Sharpness()
• Image.save()

• تمرین: تعریف مراحل (Workflow): ابتدا Resize، سپس Contrast، سپس Watermark.و یک اسکریپت کامل برای بهبود خودکار تصاویر

• تکلیف: نوشتن ساختار اصلی کد (بدون جزئیات کامل) و تست کردن هر مرحله جداگانه.

جلسه ۱۵: پروژه نهایی (بخش دوم: اجرا و ارائه)

• هدف: تکمیل و نمایش پروژه.
• موضوع: تکمیل پروژه هفته قبل.
• خروجی نهایی: یک ابزار که یک عکس ضعیف می‌گیرد و خروجی با کیفیت، تغییر سایز داده شده و دارای واترمارک را تحویل می‌دهد.
• ارائه: نمایش کد و نتیجه نهایی به کلاس.

🛠 ابزارهای مورد نیاز برای هنرجو:

1. 1. Python (نسخه 3.8 به بالا)
   2. کتابخانه Pillow
   3. کتابخانه os (پیش‌فرض پایتون)
   4. یک ویرایشگر کد (VS Code یا PyCharm)