🔥 作者：FrigidWinter
🔥 简介：主攻机器人与人工智能领域的理论研究和工程应用，业余丰富各种技术栈。主要涉足：【机器人(ROS)】【机器学习】【深度学习】【计算机视觉】
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0 写在前面
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 number
2 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
——————————————— 其他喜迎新年系列作品 ——————————————
