用Python制作燈光秀短視頻的思路詳解
一、引言
2021年4月8日武漢重啟一周年，這是個值得慶祝的日子，作為一個武漢人和一個死宅程序員，老猿也想在這個日子留下點什么。想起武漢長江兩岸的燈光秀，頓時有了主意，那就用程序?qū)崿F(xiàn)一個武漢重啟慶祝的燈光秀短視頻吧，于是在4月7日晚開始構(gòu)思和著手開發(fā)，4月8日晚終于順利完成，并且通過使用OpenCV、OpenCV+Moviepy兩種方式進(jìn)行了實現(xiàn)。
本文介紹結(jié)合Python+OpenCV+Moviepy實現(xiàn)的思路和過程，Python+OpenCV實現(xiàn)的思路和過程將在另外的博文中單獨(dú)介紹。
二、實現(xiàn)思路
2.1、視頻內(nèi)容設(shè)計
老猿是個沒有藝術(shù)細(xì)胞的人，因此這個視頻內(nèi)容只能說僅能代表是個視頻而已，對最終的內(nèi)容表現(xiàn)大家就不需要過多評價。
在創(chuàng)作該視頻前，對視頻進(jìn)行了簡單規(guī)劃，將創(chuàng)作視頻分為片頭、視頻內(nèi)容和片尾三部分：
- 片頭：5秒時間，展現(xiàn)一幅黃鶴樓的照片，并帶上“武漢重啟一周年燈光秀”的標(biāo)題
- 視頻內(nèi)容：全長35秒，每隔2秒隨機(jī)展現(xiàn)一張武漢燈光秀景觀圖，并在視頻中附上向上滾動的文字“熱烈慶祝武漢重啟一周年！”、“武漢萬歲！中國萬歲！”，并在視頻的左下角和右下角用紅綠藍(lán)三色畫三條向上晃動的線條表示彩色激光
- 片尾：25秒，每隔2秒隨機(jī)展現(xiàn)武漢的一張風(fēng)景照，并展現(xiàn)“制作：老猿Python”等制作信息。
2.2、開發(fā)設(shè)計
2.2.1、視頻圖片處理
視頻中用到的圖片都來源于互聯(lián)網(wǎng)，為了確保視頻輸出，所有圖片都調(diào)整到了統(tǒng)一大小。
在程序中通過全局變量將片頭使用圖像使用了全局變量進(jìn)行保存，視頻內(nèi)容使用圖像、片尾使用圖像分別通過兩個全局生成器進(jìn)行訪問，兩個全局生成器能從列表中順序取出圖片，并在到達(dá)列表結(jié)尾時回到第一個元素。當(dāng)然生成器訪問的方法也可以不使用生成器而使用多個全局變量來實現(xiàn)。
2.2.2、燈光效果處理
在視頻內(nèi)容部分，左下角和右下角發(fā)射的彩色激光，采用在背景圖片中根據(jù)時間動態(tài)繪制彩色線條，實現(xiàn)彩色激光晃動照射的效果，為了限制晃動范圍，設(shè)定了激光終點的x值的最小值和最大值。激光終點的位置根據(jù)時間動態(tài)計算，并在到達(dá)x值的最小值或最大值時自動回掃。
2.2.3、幀圖像的生成
為了符合Moviepy剪輯get_frame函數(shù)僅帶一個時間參數(shù)t的要求，上面介紹的圖像處理，全部集中在一個幀圖像生成函數(shù)中處理，該函數(shù)僅帶一個參數(shù)時間t。
幀圖像生成函數(shù)判斷時間來決定現(xiàn)在生成的內(nèi)容是片頭、內(nèi)容還是片尾，然后據(jù)此來進(jìn)行幀圖像的生成。生成時，需要判斷圖像是否切換，因此需要記錄上一次切換的時間和切換后的圖像，確保未達(dá)到切換時間前用上次圖像作為幀圖像的背景，達(dá)到切換時間要求后切換新的圖像作為后續(xù)幀圖像生成的背景。為此在該函數(shù)中使用了兩個全局變量來記錄當(dāng)前幀圖像背景圖片和上次切換時間。
2.2.4、輸出到視頻
為了將視頻輸出到文件，通過Moviepy構(gòu)建剪輯，指定幀圖像生成函數(shù)，并給視頻附加音頻，然后使用剪輯輸出的方法將視頻輸出到指定文件，最終得到一個完整的視頻。
三、具體實現(xiàn)
3.1、總流程
- 加載片頭圖像，構(gòu)造視頻內(nèi)容、片尾需要使用圖像訪問的生成器；
- 構(gòu)建幀圖像生成函數(shù)，根據(jù)幀圖像生成邏輯生成幀圖像
- 加載并綁定音頻音頻、指定幀率、時長、幀圖像生成函數(shù)構(gòu)造視頻剪輯對象；
- 將視頻剪輯輸出到文件。
3.2、定義兩個圖片獲取生成器函數(shù)
兩個圖片獲取生成器為構(gòu)造視頻內(nèi)容、片尾提供背景圖像；
def getLightShowImgFun():#定義燈光秀圖片訪問生成器函數(shù)
lightShowImgList = [cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-一橋俯瞰.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-一橋激光.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-二七橋.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-二橋.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-晴川橋.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-月湖.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-漢口.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-漢口3.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-漢口江景.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-遠(yuǎn)光青山.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-隔江看漢口.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-青山.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-黃鶴樓.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀-龜山電視塔.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀_一橋.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀_一橋底部.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀_一橋遠(yuǎn)景.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀_橋.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀_橋上燈.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀_武漢江邊.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀_遠(yuǎn)橋.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀江景.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀江灘.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀激光.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\燈光秀遠(yuǎn)觀漢口.jpg'), (800, 600))]
index = 0
count = len(lightShowImgList)
while True:
index += 1
if index>=count:index = 1
yield lightShowImgList[index-1]
def getWHImgFunc():#定義片尾圖片訪問生成器函數(shù)
# 片尾背景圖片
whImgList = [cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\東湖1.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\東湖2.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\東湖櫻園櫻花.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\武大牌樓.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\武大牌樓遠(yuǎn)觀.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\武大櫻花2.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\武大櫻園頂高拍照.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\武大櫻園門洞.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\武大櫻園入口.jpg'), (800, 600)),
cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\武大老圖書館.jpg'), (800, 600))]
index = 0
count = len(whImgList)
while True:
index += 1
if index>=count:index = 1
yield whImgList[index-1]
3.3、全局變量初始化
全局變量主要是視頻片頭使用圖片hhlImg、兩個生成器，以及preImg,preTime用于記錄上次切換視頻圖片的圖片和切換時間。
#片頭背景圖片 hhlImg = cv2.resize(readImgFile(r'f:\pic\武漢\黃鶴樓.jpg'),(800,600)) #燈光秀背景圖片和片尾圖片全局生成器初始化 getLightShowImg = getLightShowImgFun() getWHImg = getWHImgFunc() #上次切換背景圖片和切換時間全局變量初始化 preImg,preTime = None,0
3.4、實現(xiàn)給背景圖像添加彩色激光照射效果
lightShowImg函數(shù)實現(xiàn)給背景圖像指定點發(fā)射彩色激光的特效，激光發(fā)射點固定，由參數(shù)lightStartPos指定，終點隨參數(shù)t在一定范圍內(nèi)變化，終點x坐標(biāo)受參數(shù)minX, maxX控制，同一個發(fā)射源的三激光之間的間距受參數(shù)distance控制。
def lightShowImg(bg,minX, maxX,distance,lightStartPos,t):
"""
實現(xiàn)在背景圖像上添加當(dāng)前散發(fā)彩色激光的處理
:param bg: 背景圖像
:param minX:燈光終點的最大x坐標(biāo)
:param maxX:燈光終點的最小x坐標(biāo)
:param distance: 不同燈光之間的間距
:param lightStartPos: 燈光發(fā)射點
:param t: 時間t
:return: 添加了發(fā)射燈光的圖像
"""
x = (minX+int(t*200))%(maxX*2) #按時間t計算燈光終點的x坐標(biāo)，該坐標(biāo)可以超出背景圖像范圍
img = np.array(bg)
if x>maxX: #到達(dá)最大范圍，需要回掃
x = 2*maxX-x
color1,color2,color3 = (255,0,0),(0,255,0),(0,0 ,255 ) #藍(lán)、綠、紅三色
cv2.line(img, lightStartPos, (x, 0), color1, 4)
cv2.line(img, lightStartPos, (x + distance, 0), color2, 4)
cv2.line(img, lightStartPos, (x - distance, 0), color3, 4)
return img
3.4、幀圖片生成
makeframe函數(shù)實現(xiàn)幀圖片生成，帶一個參數(shù)t表示當(dāng)前幀對應(yīng)的剪輯時間，在函數(shù)內(nèi)根據(jù)剪輯時間來判斷是生成片頭內(nèi)容、燈光秀內(nèi)容還是片尾內(nèi)容生成t時刻對應(yīng)幀圖像返回。
def makeframe(t):
"""
makeframe函數(shù)實現(xiàn)幀圖片生成，帶一個參數(shù)t表示當(dāng)前幀對應(yīng)的剪輯時間，在函數(shù)內(nèi)根據(jù)剪輯時間來判斷是生成片頭內(nèi)容、燈光秀內(nèi)容還是片尾內(nèi)容生成t時刻對應(yīng)幀圖像返回：
1. 對于片頭，采用黃鶴樓照片作為背景，并在圖片中央顯示“武漢重啟一周年燈光秀”；
2. 對于視頻內(nèi)容，則每2秒從燈光秀圖片隊列中隨機(jī)取一張圖片作為當(dāng)前背景圖像，并調(diào)用lightShowImg增加左下角和右下角的彩色激光效果，同時動態(tài)向上滾動顯示“熱烈慶祝武漢重啟一周年”、“武漢萬歲！中國萬歲！”等標(biāo)語；
3. 對于片尾，則每2秒從武漢風(fēng)景圖片隊列中隨機(jī)取一張圖片作為當(dāng)前背景圖像，同時動態(tài)向上滾動顯示制作信息。
:param t: 生成幀對應(yīng)剪輯的時間位置
:return: 對應(yīng)幀圖像
"""
#生成t時刻的視頻幀圖像
global preImg,preTime
print(f"\rt={t:4.2f}", end='')
if t<5:#5秒片頭
img = imgAddText(hhlImg,'武漢重啟一周年燈光秀',64,(255,0,0),vRefPos='C')
elif t<40:#5-40秒燈光秀
minX, maxX = 200, 1200 # 燈光橫向掃射范圍
lightStartPos1 = (0, 600) # 燈光1的發(fā)射點坐標(biāo)設(shè)置為左下角
lightStartPos2 = (800, 600) # 燈光2的發(fā)射點坐標(biāo)設(shè)置為右下角
if (t-preTime)>2 or preImg is None:
img = next(getLightShowImg)
preImg,preTime = img,t
else:
img = preImg
img = lightShowImg(img, minX, maxX, 80,lightStartPos1, t)
img = lightShowImg(img, minX-100, maxX+100,48, lightStartPos2, t)
t = int((t-4)*40)%img.shape[0]
img = imgAddText(img,'熱烈慶祝武漢重啟一周年！',48,(0,0,255),vRefPos=-80-t,)
img = imgAddText(img, '武漢萬歲！中國萬歲！',48,(255,0,255),vRefPos=-t)
else:#片尾
if (t-preTime)>2 or preImg is None:
img = next(getWHImg)
preImg,preTime = img,t
else:
img = preImg
t = int((t - 39) * 20) % img.shape[0]
img = imgAddText(img,"制作：老猿Python",36,(255,255,255),vRefPos=-120-t)
img = imgAddText(img, "https://blog.csdn.net/LaoYuanPython",24,(255,255,255),vRefPos= -60-t)
img = imgAddText(img, "2021年4月8日", 24, (255,255,255), vRefPos=-t)
img = cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2RGB)
return img
3.5、制作視頻文件
函數(shù)buildVideo用于制作視頻文件：
def buildVideo():
#構(gòu)建視頻
audio = AudioFileClip(r"F:\video\友誼之光.mp3").set_duration(65)
clip = VideoClip(makeframe, False, 65).set_fps(24).set_audio(audio)
clip.write_videofile(r"F:\video\lightShow.avi", codec='png', threads=8)
調(diào)用buildVideo函數(shù)即可完成視頻制作。
3.6、視頻效果
四、小結(jié)
本文完整介紹了用Python+OpenCV+Moviepy制作一個慶祝武漢重啟一周年的武漢燈光秀短視頻的實現(xiàn)思路、過程、關(guān)鍵函數(shù)等，有助于理解OpenCV的圖像操作、Moviepy生成視頻的實現(xiàn)。
到此這篇關(guān)于用Python制作燈光秀短視頻的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python制作短視頻內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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