Python 視頻轉字符動畫 - 進階

這篇文章是 視頻轉字符動畫-Python-60行代碼 的后續，如果感興趣，請先看看它。

0. 話說在前頭

最新版使用了畫布方式實現，和本文相比改動非常大，如果對舊版本的實現沒啥興趣，可以直接移步 video2chars，它的效果動畫見 極樂凈土。新版本的核心代碼不算注釋70行不到，功能更強大。

下面的效果動畫是使用 html 實現的字符動畫效果（上一篇的效果動畫是 shell 版的）：

本文的優化仍然是針對 shell 版本的，html 版由於缺陷太大就不寫文章介紹了。

1. 速度優化

要是每次播放都要等個一分鍾，也太痛苦了一點。
所以可以用 pickle 模塊把 video_chars 保存下來，下次播放時，如果發現當前目錄下有這個保存下來的數據，就跳過轉換，直接播放了。這樣就快多了。
只需要改一下測試代碼，
先在開頭添加兩個依賴

import os
import pickle

然后在文件結尾添加代碼：

def dump(obj, file_name):
    """
    將指定對象，以file_nam為名，保存到本地
    """
    with open(file_name, 'wb') as f:
        pickle.dump(obj, f)
    return


def load(filename):
    """
    從當前文件夾的指定文件中load對象
    """
    with open(filename, 'rb') as f:
        return pickle.load(f)


def get_file_name(file_path):
    """
    從文件路徑中提取出不帶拓展名的文件名
    """
    # 從文件路徑獲取文件名 _name
    path, file_name_with_extension = os.path.split(file_path)

    # 拿到文件名前綴
    file_name, file_extension = os.path.splitext(file_name_with_extension)

    return file_name


def has_file(path, file_name):
    """
    判斷指定目錄下，是否存在某文件
    """
    return file_name in os.listdir(path)


def get_video_chars(video_path, size):
    """
    返回視頻對應的字符視頻
    """
    video_dump = get_file_name(video_path) + ".pickle"

    # 如果 video_dump 已經存在於當前文件夾，就可以直接讀取進來了
    if has_file(".", video_dump):
        print("發現該視頻的轉換緩存，直接讀取")
        video_chars = load(video_dump)
    else:
        print("未發現緩存，開始字符視頻轉換")

        print("開始逐幀讀取")
        # 視頻轉字符動畫
        imgs = video2imgs(video_path, size)

        print("視頻已全部轉換到圖像， 開始逐幀轉換為字符畫")
        video_chars = imgs2chars(imgs)

        print("轉換完成，開始緩存結果")
        # 把轉換結果保存下來
        dump(video_chars, video_dump)
        print("緩存完畢")

    return video_chars


if __name__ == "__main__":
    # 寬，高
    size = (64, 48)
    # 視頻路徑，換成你自己的
    video_path = "BadApple.mp4"
    video_chars = get_video_chars(video_path, size)
    play_video(video_chars)

另一個優化方法就是邊轉換邊播放，就是同時執行上述三個步驟。學會了的話，可以自己實現一下試試。

2. 字符視頻和音樂同時播放

沒有配樂的動畫，雖然做出來了是很有成就感，但是你可能看上兩遍就厭倦了。
所以讓我們來給它加上配樂。（不要擔心，其實就只需要添加幾行代碼而已）

首先我們需要找個方法來播放視頻的配樂，怎么做呢？
先介紹一下一個跨平台視頻播放器：mpv，它有很棒的命令行支持，請先安裝好它。
要讓 mpv 只播放視頻的音樂部分，只需要命令：

mpv --no-video video_path

好了，現在有了音樂，可總不能還讓人開倆shell，先放音樂，再放字符畫吧。
這時候，我們需要的功能是：使用 Python 調用外部應用.
但是 mpv 使用了類似 curses 的功能，標准庫的 os.system 不能隱藏掉這個部分，播放效果不盡如人意。
因此我使用了 pyinvoke 模塊，只要給它指定參數hide=True，就可以完美隱藏掉被調用程序的輸出（指 stdout，其實 subprocess 也可以的）。運行下面代碼前，請先用pip安裝好 invoke.（能夠看到這里的，安裝個模塊還不是小菜一碟）

好了廢話說這么多，上代碼：

import invoke

video_path = "BadApple.mp4"
invoke.run(f"mpv --no-video {video_path}", hide=True, warn=True)

運行上面的測試代碼，如果聽到了音樂，而shell啥都沒輸出，但是能聽到音樂的話，就正常了。我們繼續。（這里使用了python3.6的f字符串）

音樂已經有了，那就好辦了。
添加一個播放音樂的函數

import invoke
def play_audio(video_path):
    invoke.run(f"mpv --no-video {video_path}", hide=True, warn=True)

然后修改main()方法：

def main():
    # 寬，高
    size = (64, 48)
    # 視頻路徑，換成你自己的
    video_path = "BadApple.mp4"

    # 只轉換三十秒，這個屬性是才添加的，但是上一篇的代碼沒有更新。你可能需要先上github看看最新的代碼。其實就稍微改了一點。
    seconds = 30
    
    # 這里的fps是幀率，也就是每秒鍾播放的的字符畫數。用於和音樂同步。這個更新也沒寫進上一篇，請上github看看新代碼。
    video_chars, fps = get_video_chars(video_path, size, seconds)

    # 播放音軌
    play_audio(video_path)

    # 播放視頻
    play_video(video_chars, fps)


if __name__ == "__main__":
    main()

然后運行。。並不是我坑你，你只聽到了聲音，卻沒看到字符畫。。原因是： invoke.run()函數是阻塞的，音樂沒放完，代碼就到不了play_video(video_chars, fps)這一行。

所以 play_audio 還要改一下，改成這樣：

import invoke
from threading import Thread

def play_audio(video_path):
    def call():
        invoke.run(f"mpv --no-video {video_path}", hide=True, warn=True)

    # 這里創建子線程來執行音樂播放指令，因為 invoke.run() 是一個阻塞的方法，要同時播放字符畫和音樂的話，就要用多線程/進程。
    # P.S. 更新：現在發現可以用 subprocess.Popen 實現異步調用 mpv，不需要開新線程。有興趣的同學可以自己試試。
    p = Thread(target=call)
    p.setDaemon(True)
    p.start()

這里使用標准庫的 threading.Thread 類來創建子線程，讓音樂的播放在子線程里執行，然后字符動畫還是主線程執行，Ok，這就可以看到最終效果了。實際上只添加了十多行代碼而已。

3. 彩色字符動畫

1. html+javascript 方式：核心都是一樣的內容，只是需要點 html 和 javascript 的知識。代碼見 video2chars-html
2. 畫布方式：直接把畫在圖片上，然后自動合成為 mp4 文件。這種方式要優於 html 方式，而且有個很方便的庫能用，核心代碼就 70 行的樣子。代碼見 video2chars

參考

• Python將視頻轉換為全字符視頻（含音頻）