如何使用Python制作縮放自如的圣誕老人

今天小編給大家分享的是如何使用Python制作縮放自如的圣誕老人，相信很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，所以給大家總結了以下內容，一起往下看吧。一定會有所收獲的哦。

今天的主題是為大家展示如何用python做一個不斷變大的圣誕老人，就像西游記中能夠隨意變幻大小的神仙妖怪那樣，算是送給大家的小禮物，先上個圖吧!

思路要點：

• 通過縮放獲取等比大小的一組圖片

• 將上述圖片疊加到固定大小的底圖中

• 按順序組合圖片生成動圖

1、圖片縮放

本篇文章的大部分工作都是基于opencv實現，而opencv進行圖片縮放是極其容易的，不過這次我們要生成的是一組等比縮放的圖片，所以在cv2.resize方法的使用上可能跟以往略有出入，先來看函數原型：

cv2.resize(src, dsize[, dst[, fx[, fy[, interpolation]]]])

其中src是原圖片，dsize是目標圖片大小，當dsize為0的時候，我們就可以通過fx和fy兩個參數來分別設置水平軸和垂直軸方向的縮放比例了。這樣說可能有些抽象，我們舉個例子來說明:

for i in range(1, 40, 1): 
 img = cv2.resize(image, (0, 0), fx=i/30, fy=i/30) 
 cv2.imwrite(str(i)+'.png', img)

運行上面這段代碼會生成39張不同比例的圖片，目標圖片的大小由縮放比例fx和fy來控制，最小的一幅圖邊長是原圖的1/30，最大的圖片邊長是原圖的1.3倍(下圖):

既然等比縮放的圖片有了，是不是可以選定一個坐標原點，直接合成動圖呢?答案是不行，因為常規的動圖生成方法要求素材圖片必須是相同的尺寸(像素)，下面我們就來著重解決這一問題。

2、底圖疊加

python中實現兩幅圖片疊加的辦法有很多，但是他們都存在缺陷——要么疊加的圖片必須是相同大小，要么難以控制圖片疊加的具體位置。對此，小編采取的辦法是在兩幅圖之間進行“像素級”的替換。

1).生成底圖

待疊加的圖片中，上層圖片就使用剛才獲取到的一系列等比縮放圖，下層圖片我們就生成一張固定大小的空白圖片。需要注意，這里生成的空白圖片必須大于最大的一幅縮放圖。

生成空白底圖分兩步完成，第一步生成固定大小(垂直軸和水平軸的長度)的二維數組;第二步使用cv2.cvtColor進行顏色空間變換。代碼如下：

blank = np.ones((blankh, blankw), dtype=np.uint8) * 255 
ret = cv2.cvtColor(blank, cv2.COLOR_GRAY2BGR)

其實上面代碼中的ret本質上是一個三維數組，我們可以把它打印出來查看(下圖)，但是通過cv2.imshow方法展示出來就是一張空白圖片了。這其中涉及一些較為底層的內容，大家了解就好，文中不再贅述。

2).像素替換

正如剛才所說，opencv中的一幅圖其實是一個三維數組，其實也可以把它看作是二維數組，數組中的

每個元素是形如 [255, 255, 255] 的列表，其中存放的是圖片每個像素的顏色參數。也就是說，如果我們想實現一幅圖片疊加到另一幅圖片這樣的視覺效果，可以對被疊加圖片對應位置的

像素進行替換賦值。代碼形式如下圖所示，其中i和j分別為圖片在垂直方向和水平方向的坐標。

ret[i, j, 0] = image[i, j, 0] 
ret[i, j, 1] = image[i, j, 1] 
ret[i, j, 2] = image[i, j, 2]

對一幅圖片而言，坐標原點是在左上角(下圖所示)。此外，為了保證最終得到動圖的效果，不能簡單的將圖片以坐標原點為基準進行疊加，比較好的辦法是把疊加原點設在底圖下邊緣的中心位置。

原理搞清楚后就可以開始圖片疊加操作了，在此期間需要進行一些像素對應位置的計算，雖然稍微有點繞但是并不復雜，詳細的轉化公式就不寫了，我們直接看代碼：

上面代碼中的image是已經縮放完畢的圣誕老人圖片，blankh和blankw分別是空白圖片的高度和寬度，這個尺寸可以根據需求自行設置。

下圖展示的是一幅縮放比例1/2左右的圖片和底圖疊加后的效果，為了觀察方便，我給圖片加了一個邊框。

3、生成動圖

之前我們已經解決了單幅圖片與底圖的疊加，為了準備合成動圖所需素材，還要對多個等比縮放的圖片進行底圖疊加操作。縮放比例間隔越小、準備的圖片素材越多，生成的動圖也就越平滑。

當然，動圖的效果如何還要綜合考慮多個因素，這里小編還是采用39幅圖片組合動圖。其中最小的圖形高度是原圖的1/30，最大的圖形高度是原圖的1.3倍。與底圖疊加后的圖片就是下面這個樣子。

下面來說說動圖的合成，將多個相同尺寸的圖片合成動圖可以使用imageio這個庫來實現，核心代碼只有一條：

imageio.mimwrite('目標文件名稱.gif', gifList, duration=0.15)

其中第一個參數是git目標文件名稱;gifList是一組列待合成的圖片，也就是上面圖片中展示的那些;最后一個參數duration表示畫面切換間隔，單位為秒。

現在通過下面這段代碼進行動圖合成。

file_path = 'pic' 
imgList = os.listdir(file_path) 
imgList = ['pic/'+img for img in imgList] 
gifList = [imageio.imread(img) for img in imgList] 
imageio.mimwrite('gif.gif', gifList, duration=0.15)

來看合成后的動圖效果(下圖)，仔細看看好像有點問題，怎么圖中的圣誕老人忽大忽小?這跟我們預想的不一樣啊。

其實這個問題是出在合成圖片的順序上，我們嘗試打印上面代碼中的imgList變量，結果如下：

可以看到，素材圖片并不是按照我們預想的順序排序。這在python的文件處理中也算是個比較常見的問題，解決方案之一是可以按照圖片的創建時間排序，具體操作是在上面的第二行代碼之后插入一條語句：

imgList = sorted(imgList,key=lambda x: os.path.getmtime(os.path.join(file_path, x)))

現在再次進行動圖合成，就可以實現文章開頭的效果了。

當然了，這種動圖制作方法不僅限于圣誕老人，任何圖片理論上都是可以的。比如說，我們還可以做一棵不斷長大的圣誕樹!

關于如何使用Python制作縮放自如的圣誕老人就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的參考價值，可以學以致用。如果喜歡本篇文章，不妨把它分享出去讓更多的人看到。