新年新气象，100 行 Python 代码制作动态鞭炮
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 = 0if vp.isOpened():r,frame = vp.read()if not os.path.exists('cachePic'):os.mkdir('cachePic')os.chdir('cachePic')else:r = Falsewhile r:number += 1cv2.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*@$C&98?32I1>!:-;. ")if alpha:gray = int(0.2126 * r + 0.7152 * g + 0.0722 * b)unit = 256 / len(imgChar)return imgChar[int(gray / unit)]else:return ''2.2 将图片逐像素转换为字符
核心代码如下，遍历图片的每个像素
img = Image.open(imagePath).convert('RGB').resize((imgWidth, imgHeight),Image.NEAREST)for i in range(imgHeight):for j in range(imgWidth):pixel = img.getpixel((j, i))color.append((pixel[0],pixel[1],pixel[2]))txt = txt + color2Char(pixel[0], pixel[1], pixel[2], pixel[3]) if len(pixel) == 4 else \txt + color2Char(pixel[0], pixel[1], pixel[2]) txt += '\n'color.append((255,255,255))
将字符图像合成视频
输入参数vp是openCV视频句柄，number是帧数，savePath是视频保存路径，函数中 MP42 是可以生成较小并且较小的视频文件的编码方式，其他类似的还有isom、mp41、avc1、qt等，表示“最好”基于哪种格式来解析当前的文件。
def img2Video(vp, number, savePath):videoFourcc = VideoWriter_fourcc(*"MP42") # 设置视频编码器asciiImgPathList = ['cacheChar' + r'/{}.jpg'.format(i) for i in range(1, number + 1)]asciiImgTemp = Image.open(asciiImgPathList[1]).sizevideoWritter= VideoWriter(savePath, videoFourcc, vp.get(cv2.CAP_PROP_FPS), asciiImgTemp)for imagePath in asciiImgPathList:videoWritter.write(cv2.imread(imagePath))videoWritter.release()
完整代码
import cv2
from PIL import Image,ImageFont,ImageDraw
import os
from cv2 import VideoWriter, VideoWriter_fourcc'''
* @breif: 将像素颜色转换为ASCII字符
* @param[in]: 像素RGBA值
* @retval: 字符
'''
def color2Char(r,g,b,alpha = 256):imgChar = list("#RMNHQODBWGPZ*@$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 = 0if vp.isOpened():r,frame = vp.read()if not os.path.exists('cachePic'):os.mkdir('cachePic')os.chdir('cachePic')else:r = Falsewhile r:number += 1cv2.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().fontimgWidth, imgHeight = Image.open(imagePath).sizeasciiImg = 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 = 0,0fontW, fontH = font.getsize(txt[1])fontH *= 1.37for i in range(len(txt)):if(txt[i]=='\n'):x += fontHy = -fontWdrawPtr.text((y,x), txt[i], fill=color[i])y += fontWos.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 = 0for imagePath in img_path_list:task += 1img2Char(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]).sizevideoWritter= 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()
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