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新年新气象，100 行 Python 代码制作动态鞭炮

百家作者：AI100 2022-01-21 23:59:22

作者 | FrigidWinter

来源 | CSDN博客

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！

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 number

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。

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))

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()

完整代码

import cv2 from PIL import Image,ImageFont,ImageDrawimport osfrom 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()