Python 制作动态鞭炮
FrigidWinter 人气:0前言：
放鞭炮贺新春，在我国有两千多年历史。关于鞭炮的起源，有个有趣的传说。
西方山中有焉，长尺余，一足，性不畏人。犯之令人寒热，名曰年惊惮，后人遂象其形，以火药为之。——《神异经》
当初人们燃竹而爆，是为了驱吓危害人们的山魈。据说山魈最怕火光和响声，所以每到除夕，人们便“燃竹而爆”，把山魈吓跑。这样年复一年，便形成了过年放鞭炮、点红烛、敲锣打鼓欢庆新春的年俗。
新年新气象，今天就用代码来制作一个 动态鞭炮 ，
效果如下所示：
动态鞭炮的基本原理是：将一个录制好的鞭炮视频以字符画的形式复现，基本步骤是帧采样 → 逐帧转换为字符画 → 字符画合成视频。下面开始吧！
1 视频帧采样
函数如下所示，主要功能是将视频的图像流逐帧保存到特定的缓存文件夹中(若该文件夹不存在会自动创建)。函数输入vp是openCV视频句柄，输出number是转换的图片数。
def video2Pic(vp):
number = 0
if vp.isOpened():
r,frame = vp.read()
if not os.path.exists('cachePic'):
os.mkdir('cachePic')
os.chdir('cachePic')
else:
r = False
while r:
number += 1
cv2.imwrite(str(number)+'.jpg',frame)
r,frame = vp.read()
os.chdir("..")
return number2 将图片转为字符画
2.1 创建像素-字符索引
函数输入像素RGBA值，输出对应的字符码。其原理是将字符均匀地分布在整个灰度范围内，像素灰度值落在哪个区间就对应哪个字符码。字符码可以参考 ASCII码
ASCII 码使用指定的7 位或8 位二进制数组合来表示128 或256 种可能的字符。标准ASCII 码也叫基础ASCII码，使用7 位二进制数（剩下的1位二进制为0）来表示所有的大写和小写字母，数字0 到9、标点符号，以及在美式英语中使用的特殊控制字符。其中：0～31及127(共33个)是控制字符或通信专用字符（其余为可显示字符），如控制符：LF（换行）、CR（回车）、FF（换页）、DEL（删除）、BS（退格)、BEL（响铃）等；通信专用字符：SOH（文头）、EOT（文尾）、ACK（确认）等；ASCII值为8、9、10 和13 分别转换为退格、制表、换行和回车字符。它们并没有特定的图形显示，但会依不同的应用程序，而对文本显示有不同的影响。
RGBA是代表Red(红色)、Green(绿色)、Blue(蓝色)和Alpha的色彩空间，Alpha通道一般用作不透明度参数。如果一个像素的alpha通道数值为0%，那它就是完全透明的，而数值为100%则意味着一个完全不透明的像素（传统的数字图像）。gray=0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b是RGB转为灰度值的经验公式，人眼对绿色更敏感。
def color2Char(r,g,b,alpha = 256):
imgChar= list("#RMNHQODBWGPZ*@$C&98?32I1>!:-;. ")
if alpha:
gray = int(0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b)
unit = 256 / len(imgChar)
return imgChar[int(gray / unit)]
else:
return ''2.2 将图片逐像素转换为字符
核心代码如下，遍历图片的每个像素
img = Image.open(imagePath).convert('RGB').resize((imgWidth, imgHeight),Image.NEAREST)
for i in range(imgHeight):
for j in range(imgWidth):
pixel = img.getpixel((j, i))
color.append((pixel[0],pixel[1],pixel[2]))
txt = txt + color2Char(pixel[0], pixel[1], pixel[2], pixel[3]) if len(pixel) == 4 else \
txt + color2Char(pixel[0], pixel[1], pixel[2])
txt += '\n'
color.append((255,255,255))3 将字符图像合成视频
输入参数vp是openCV视频句柄，number是帧数，savePath是视频保存路径，函数中 MP42 是可以生成较小并且较小的视频文件的编码方式，其他类似的还有isom、mp41、avc1、qt等，表示“最好”基于哪种格式来解析当前的文件。
def img2Video(vp, number, savePath):
videoFourcc = VideoWriter_fourcc(*"MP42") # 设置视频编码器
asciiImgPathList = ['cacheChar' + r'/{}.jpg'.format(i) for i in range(1, number + 1)]
asciiImgTemp = Image.open(asciiImgPathList[1]).size
videoWritter= VideoWriter(savePath, videoFourcc, vp.get(cv2.CAP_PROP_FPS), asciiImgTemp)
for imagePath in asciiImgPathList:
videoWritter.write(cv2.imread(imagePath))
videoWritter.release()4 完整代码
import cv2
from PIL import Image,ImageFont,ImageDraw
import os
from cv2 import VideoWriter, VideoWriter_fourcc
'''
* @breif: 将像素颜色转换为ASCII字符
* @param[in]: 像素RGBA值
* @retval: 字符
'''
def color2Char(r,g,b,alpha = 256):
imgChar = list("#RMNHQODBWGPZ*@$C&98?32I1>!:-;. ")
if alpha:
gray = int(0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b)
unit = 256 / len(imgChar)
return imgChar[int(gray / unit)]
else:
return ''
'''
* @breif: 将视频逐帧转换为图片
* @param[in]: vp -> openCV视频句柄
* @retval: number -> 转换的图片数
'''
def video2Pic(vp):
number = 0
if vp.isOpened():
r,frame = vp.read()
if not os.path.exists('cachePic'):
os.mkdir('cachePic')
os.chdir('cachePic')
else:
r = False
while r:
number += 1
cv2.imwrite(str(number)+'.jpg',frame)
r,frame = vp.read()
os.chdir("..")
return number
'''
* @breif: 将图片逐像素转换为ASCII字符
* @param[in]: imagePath -> 图片路径
* @param[in]: index -> 图片索引
* @retval: None
'''
def img2Char(imagePath, index):
# 初始化
txt, color, font = '', [], ImageFont.load_default().font
imgWidth, imgHeight = Image.open(imagePath).size
asciiImg = Image.new("RGB",(imgWidth, imgHeight), (255,255,255))
drawPtr = ImageDraw.Draw(asciiImg)
imgWidth, imgHeight = int(imgWidth / 6), int(imgHeight / 15)
# 对图像帧逐像素转化为ASCII字符并记录RGB值
img = Image.open(imagePath).convert('RGB').resize((imgWidth, imgHeight),Image.NEAREST)
for i in range(imgHeight):
for j in range(imgWidth):
pixel = img.getpixel((j, i))
color.append((pixel[0],pixel[1],pixel[2]))
txt = txt + color2Char(pixel[0], pixel[1], pixel[2], pixel[3]) if len(pixel) == 4 else \
txt + color2Char(pixel[0], pixel[1], pixel[2])
txt += '\n'
color.append((255,255,255))
# 绘制ASCII字符画并保存
x, y = 0,0
fontW, fontH = font.getsize(txt[1])
fontH *= 1.37
for i in range(len(txt)):
if(txt[i]=='\n'):
x += fontH
y = -fontW
drawPtr.text((y,x), txt[i], fill=color[i])
y += fontW
os.chdir('cacheChar')
asciiImg.save(str(index)+'.jpg')
os.chdir("..")
'''
* @breif: 将视频转换为ASCII图像集
* @param[in]: number -> 帧数
* @retval: None
'''
def video2Char(number):
if not os.path.exists('cacheChar'):
os.mkdir('cacheChar')
img_path_list = ['cachePic' + r'/{}.jpg'.format(i) for i in range(1, number + 1)]
task = 0
for imagePath in img_path_list:
task += 1
img2Char(imagePath, task)
'''
* @breif: 将图像合成视频
* @param[in]: vp -> openCV视频句柄
* @param[in]: number -> 帧数
* @param[in]: savePath -> 视频保存路径
* @retval: None
'''
def img2Video(vp, number, savePath):
videoFourcc = VideoWriter_fourcc(*"MP42") # 设置视频编码器
asciiImgPathList = ['cacheChar' + r'/{}.jpg'.format(i) for i in range(1, number + 1)]
asciiImgTemp = Image.open(asciiImgPathList[1]).size
videoWritter= VideoWriter(savePath, videoFourcc, vp.get(cv2.CAP_PROP_FPS), asciiImgTemp)
for imagePath in asciiImgPathList:
videoWritter.write(cv2.imread(imagePath))
videoWritter.release()
if __name__ == '__main__':
videoPath = 'test.mp4'
savePath = 'new.avi'
vp = cv2.VideoCapture(videoPath)
number = video2Pic(vp)
video2Char(number)
img2Video(vp, number, savePath)
vp.release()5 参考
[1] B站《大二AE结课作业 《过 年》（已摆烂）》
[2] https://hongcyu.cn/posts/opencv-pictovideo.html
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