MoviePy 一文读懂

不念不忘少年蓝@ 2024-04-23 21:29 68阅读 0赞

## MoviePy 简介 ##

MoviePy是一个用于视频编辑的Python模块，它可被用于一些基本操作（如剪切、拼接、插入标题）、视频合成（即非线性编辑）、视频处理和创建高级特效。它可对大多数常见视频格式进行读写，包括GIF。

## MoviePy Windows 安装 ##

安装执行如下命令：

pip install moviepy

依赖软件包安装Ffmpeg

MoviePy依赖Ffmpeg软件对视频进行读写。

第一种：如果你想使用FFMPEG的特定版本，你可以设置FFMPEG\_BINARY计算机环境变量。

第二种：修改`moviepy/config_defaults.py文件，指定Ffmpeg可执行目录地址。`

依赖软件包安装ImageMagick

[ImageMagick][] 在你想要添加文字时需要用到。

第一种：如果你想使用ImageMagick的特定版本，你可以设置IMAGEMAGICK\_BINARY计算机环境变量。

第二种：修改`moviepy/config_defaults.py文件，指定`ImageMagick`可执行目录地址。`

示例：

IMAGEMAGICK_BINARY = "D:\\Program Files\\ImageMagick-7.1.1-Q16\\magick.exe"

## MoviePy 工作原理 ##

MoviePy 使用软件 [ffmpeg][] 读写视频和音频文件，借助 ImageMagick 合成文本和写入 GIF 文件。视频的处理过程使用到 Numpy、Scipy 等 Python 库。

![MoviePy][]

## MoviePy 核心概念 ##

在MoviePy中，核心对象是*剪辑*，可以使用`AudioClips`或`VideoClips`来处理。剪辑可被修改（剪切、降低速度、变暗等）或与其他剪辑混合组成新剪辑。剪辑可被预览（使用PyGame或IPython Notebook），也可生成文件（如MP4文件、GIF文件、MP3文件等）。以`VideoClips`为例，它可以由一个视频文件、一张图片、一段文字或者一段卡通动画而来。它可以包含音频轨道（即`AudioClip`）和一个遮罩（一种特殊的`VideoClip`），用于表明当两个剪辑混合时，哪一部分的画面被隐藏）。详见[生成与导出视频剪辑][Link 1]和[混合剪辑][Link 1]。

你可使用MoviePy的很多效果对一个剪辑进行修改（如`clip.resize(width="360")`、`clip.subclip(t1,t2)`、`clip.fx(vfx.black_white)`或使用用户自行实现的效果。MoviePy提供许多函数（如`clip.fl`、`clip.fx`等），可以用简单的几行代码实现你自己的效果。详见[视频转换与效果][Link 1]。

你还可以在`moviepy.video.tools`找到一些高级的效果来对视频中的对象进行追踪、画简单的形状和颜色渐变（对于遮罩来说很有用）、生成字幕和结束时的演职人员表等。参见[高级工具][Link 1]中的详细描述。

## MoviePy 使用 ##

### 快速入门 ###

MoviePy 典型代码示例：视频加载和预览

from moviepy.editor import *
    
    # 视频加载
    clip = VideoFileClip("video/street.mp4")
    # 视频预览
    clip.preview()

MoviePy 典型代码示例：加载视频或音频、修改、将他们连接在一起并最后生成一个新视频文件。

from moviepy.editor import *
    
    # 加载视频并选择 00:00:10 - 00:00:20 的片段
    clip = VideoFileClip("video/street.mp4").subclip(10, 20)
    
    # 降低音量 (volume x 0.8)
    clip = clip.volumex(0.8)
    
    # 生成字幕片段，可自定义字体和颜色等
    txt_clip = TextClip("街道风景2024", fontsize=70, color='white')
    
    # 设置在屏幕中央显示 10 秒
    txt_clip = txt_clip.set_pos('center').set_duration(10)
    
    # 在载入的原视频上层覆盖文本视频
    video = CompositeVideoClip([clip, txt_clip])
    
    # 将输出结果写入文件中
    video.write_videofile("video/streetCopy.mp4")

### 混合剪辑 ###

视频合成，也称为非线性编辑，事实上就是把许多视频剪辑放在一起，变成一个新剪辑。

#### 连接视频 ####

将视频片段放在一起，最简单的方法是连接它们，在新剪辑中一个接一个地播放。视频连接通过函数 `concatenate_videoclips` 实现：

from moviepy.editor import VideoFileClip, concatenate_videoclips
    clip1 = VideoFileClip("myvideo.mp4")
    clip2 = VideoFileClip("myvideo2.mp4").subclip(50,60)
    clip3 = VideoFileClip("myvideo3.mp4")
    final_clip = concatenate_videoclips([clip1,clip2,clip3])
    final_clip.write_videofile("my_concatenation.mp4")

#### 堆叠视频 ####

除了一个接一个播放的合并方式，MoviePy 还能将多个片段在同一画面中同时播放，形成片段堆叠效果，使用 `clip_array` 实现：

from moviepy.editor import VideoFileClip, clips_array, vfx
    clip1 = VideoFileClip("myvideo.mp4").margin(10) # add 10px contour
    clip2 = clip1.fx( vfx.mirror_x)
    clip3 = clip1.fx( vfx.mirror_y)
    clip4 = clip1.resize(0.60) # downsize 60%
    final_clip = clips_array([[clip1, clip2],
                              [clip3, clip4]])
    final_clip.resize(width=480).write_videofile("my_stack.mp4")

### 合成剪辑/合成视频剪辑 ###

*CompositeVideoClip*类提供了一个非常灵活的方法来合成剪辑，但它比`concatenate_videoclips`和`clips_array`更复杂一些。

语法格式：

video = CompositeVideoClip([clip1,clip2,clip3])

当前`video`播放`clip1`，`clip2`在`clip1`的上层，而`clip3`在`clip1`和`clip2`的上层。举例来说，如果`clip2`与`clip3`和`clip1`有同样的尺寸，那么只有在顶层的`clip3`能在视频中可见，除非`clip3`和`clip2`被遮罩隐藏了一部分。注意，在默认情况下，合成的视频和第一个剪辑的尺寸相同（因为它通常是一个背景）。但是有时，你想让你的剪辑在更大的合成视频里*浮动*，所以你需要像这样特意修改最终合成视频的尺寸：

video = CompositeVideoClip([clip1,clip2,clip3], size=(720,460))

#### 起始和终止时间 ####

在一个合成剪辑中，所有的剪辑开始的时间都被`clip.start`属性所指定。你可以像这样设定开始时间：

clip1 = clip1.set_start(5) # start after 5 seconds

例如你的剪辑看起来会是这样：

video = CompositeVideoClip([clip1, # starts at t=0
                                clip2.set_start(5), # start at t=5s
                                clip3.set_start(9)]) # start at t=9s

在上面的例子中，`clip2`可能先于`clip1`的结束时间开始。在这种情况下，你可以给`clip2`添加一个1秒钟的淡入效果：

video = CompositeVideoClip([clip1, # starts at t=0
                                clip2.set_start(5).crossfadein(1),
                                clip3.set_start(9).crossfadein(1.5)])

#### 剪辑的定位 ####

如果`clip2`和`clip3`都比`clip1`小，你可以决定他们出现在视频中的位置。在这里，我们指定了剪辑左上角像素的坐标：

video = CompositeVideoClip([clip1,
                                clip2.set_pos((45,150)),
                                clip3.set_pos((90,100))])

有很多方法可以指定位置：

clip2.set_pos((45,150)) # x=45, y=150 , in pixels
    
    clip2.set_pos("center") # automatically centered
    
    # clip2 is horizontally centered, and at the top of the picture
    clip2.set_pos(("center","top"))
    
    # clip2 is vertically centered, at the left of the picture
    clip2.set_pos(("left","center"))
    
    # clip2 is at 40% of the width, 70% of the height of the screen:
    clip2.set_pos((0.4,0.7), relative=True)
    
    # clip2's position is horizontally centered, and moving down !
    clip2.set_pos(lambda t: ('center', 50+t) )

当指定坐标的时候请记住，`y`坐标的0位置在图片的最上方：

![http://zulko.github.io/moviepy/\_images/videoWH.jpeg][http_zulko.github.io_moviepy_images_videoWH.jpeg]

#### 合成音频剪辑 ####

当你将视频剪辑混合在一起时，MoviePy将会把它们各自的音轨自动合成为最终剪辑的音轨，所以不用担心需要自行合成音轨啦。 如果你想使用许多音频源来自定义音轨，可以使用`CompositeAudioClip`和`concatenate_audioclips`来进行混音。

from moviepy.editor import *
    # ... make some audio clips aclip1, aclip2, aclip3
    concat = concatenate_audioclips([aclip1, aclip2, aclip3])
    compo = CompositeAudioClip([aclip1.volumex(1.2),
                                aclip2.set_start(5), # start at t=5s
                                aclip3.set_start(9)])

### 预览剪辑 ###

当你使用MoviePy通过不断尝试来编辑视频或试图达到某种效果的时候，生成每个示例的视频的时间可能会很长。这一节提供了一些提高速度的小窍门。

#### save\_frame方法 ####

很多时候，只需要视频中的一帧，即可说明你是否正确操作。你可以像这样保存剪辑中的一帧：

my_clip.save_frame("frame.jpeg") # saves the first frame
    my_clip.save_frame("frame.png", t=2) # saves the frame a t=2s

from moviepy.editor import *
    
    # 视频加载
    clip = VideoFileClip("video/streetCopy.mp4")
    # 视频帧保存
    clip.save_frame("video/frame.png")

### 使用matplotlib ###

#### 自定义动画 ####

MoviePy提供了一种生成自定义动画的方式：通过定义一个函数，以numpy数组的形式返回一个在给定的时间内一帧的动画。

import matplotlib.pyplot as plt
    import numpy as np
    from moviepy.editor import VideoClip
    from moviepy.video.io.bindings import mplfig_to_npimage
    
    x = np.linspace(-2, 2, 200)
    
    duration = 2
    
    fig, ax = plt.subplots()
    
    
    def make_frame(t):
        ax.clear()
        ax.plot(x, np.sinc(x**2) + np.sin(x + 2*np.pi/duration * t), lw=3)
        ax.set_ylim(-1.5, 2.5)
        return mplfig_to_npimage(fig)
    
    
    animation = VideoClip(make_frame, duration=duration)
    animation.write_gif('video/matplotlib.gif', fps=20)

### 音频操作 ###

这个章节会告诉你如何使用MoviePy去创建和编辑音频剪辑。

注意，当你使用MoviePy来剪切、混合或连接视频剪辑时，音频是自动处理的。如果你有兴趣来编辑音频文件，或者你想自定义视频的音频剪辑，请阅读此章。

#### 音频剪辑的构成 ####

在MoviePy中，音频剪辑和视频剪辑很相似：它们拥有长度，能以同样的方式被剪辑和组成，等等。一个显著的差异是`audioclip.get_frame(t)`

##### 创建一个新的音频剪辑 #####

音频剪辑可由一个音频文件创建，或从视频剪辑的音轨里提取出来。

from moviepy.editor import *
    audioclip = AudioFileClip("some_audiofile.mp3")
    audioclip = AudioFileClip("some_video.avi")

详见`AudioFileClip`。

或者你也可以得到一个已创建的视频剪辑的音轨。

videoclip = VideoFileClip("some_video.avi")
    audioclip = videoclip.audio

#### 合成音频剪辑 ####

##### 导出和预览音频剪辑 #####

你也可以导出分配一个音频剪辑当作视频剪辑的音轨。

videoclip2 = videoclip.set_audio(my_audioclip)

### 生成和导出视频剪辑 ###

视频和音频剪辑是MoviePy里的核心对象。在此节里我们展示了如何生成不同种类的剪辑，以及如何将它们写入文件。关于修改剪辑信息（剪切、特效等），见[视频转换与效果][Link 2]。关于如何将多个视频进行合成，见[混合剪辑][Link 3]。关于如何在导出前预览视频，见[如何更有效率地使用MoviePy][MoviePy 1]。

下面的代码总结了你可以用MoviePy生成的剪辑基本类型。

# VIDEO CLIPS
    clip = VideoClip(make_frame, duration=4) # for custom animations (see below)
    clip = VideoFileClip("my_video_file.mp4") # or .avi, .webm, .gif ...
    clip = ImageSequenceClip(['image_file1.jpeg', ...], fps=24)
    clip = ImageClip("my_picture.png") # or .jpeg, .tiff, ...
    clip = TextClip("Hello !", font="Amiri-Bold", fontsize=70, color="black")
    clip = ColorClip(size=(460,380), color=[R,G,B])
    
    # AUDIO CLIPS
    clip = AudioFileClip("my_audiofile.mp3") # or .ogg, .wav... or a video !
    clip = AudioArrayClip(numpy_array, fps=44100) # from a numerical array
    clip = AudioClip(make_frame, duration=3) # uses a function make_frame(t)

#### 视频剪辑的类型 ####

长视频是由视频剪辑组成的。这些剪辑可以使用专门的`clip.get_frame()`方法输出一个HxWx3的numpy数组来表示剪辑在时间t时的一帧。它们分为两类，一种是动态剪辑（由`VideoFileClip`和`VideoClip`组成），另一种是非动态剪辑，在任意无限长的持续时间中展示同一图片（`ImageClip`、`TextClip`、`ColorClip`）。还有一种特殊的视频剪辑叫做遮罩，同属于上面的类别，但是输出灰度值帧以表示另一个剪辑里的可见部分。一个视频剪辑可以携带一个音频剪辑`clip.audio`作为她的音轨，和一个遮罩剪辑。

### VideoClip ###

`VideoClip`是MoviePy中所有其它视频剪辑里最基本的种类。如果你只想编辑视频文件，你就永远不会用到它。当你想通过从别的库里生成的帧来生成动画时，这个类就会很有用。你需要做的只是定义一个`make_frame(t)`函数，使它返回一个HxWx3的numpy数组（8位整数）来代表时间t时的帧。这里是一个使用制图库Gizeh的例子：

import gizeh
    import moviepy.editor as mpy
    
    def make_frame(t):
        surface = gizeh.Surface(128,128) # width, height
        radius = W*(1+ (t*(2-t))**2 )/6 # the radius varies over time
        circle = gizeh.circle(radius, xy = (64,64), fill=(1,0,0))
        circle.draw(surface)
        return surface.get_npimage() # returns a 8-bit RGB array
    
    clip = mpy.VideoClip(make_frame, duration=2) # 2 seconds
    clip.write_gif("circle.gif",fps=15)

![动图封面][31c64c9d7aea31a271a4d08676139f50.jpeg]

http://zulko.github.io/moviepy/\_images/circle.gif

注意，剪辑使用*make\_frame*并没有一个精确的帧速率，所以你必须要为`write_gif`和`write_videofile`，以及需要遍历每一帧的方法提供帧速率（`fps`，每秒的帧数）。

#### VideoFileClip ####

视频文件剪辑是由视频文件（支持大多数格式）或GIF文件中读取的剪辑。你可以像这样加载一个视频：

myclip = VideoFileClip("some_video.avi")
    myclip = VideoFileClip("some_animation.gif")

注意，这些剪辑都有`fps`（帧速率）属性，当你对剪辑做小改动时，帧速率将会被传送，而且会以`write_videofile`、`write_gif`等的默认设置会使用。例如：

myclip = VideoFileClip("some_video.avi")
    print (myclip.fps) # prints for instance '30'
    # Now cut the clip between t=10 and 25 secs. This conserves the fps.
    myclip2 = myclip.subclip(10, 25)
    myclip2.write_gif("test.gif") # the gif will have 30 fps

详见[VideoFileClip][]。

#### ImageSequenceClip ####

这是一种由一系列图片组成的剪辑，你可以这样调用：

clip = ImageSequenceClip(images_list, fps=25)

###  ###

[ImageMagick]: https://www.imagemagick.org/script/index.php
[ffmpeg]: https://so.csdn.net/so/search?q=ffmpeg&spm=1001.2101.3001.7020
[MoviePy]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/6e31e8fa1eb64995957626e605be7a31.jpeg
[Link 1]: https://moviepy-cn.readthedocs.io/zh/latest/2_MoviePy%E5%85%A5%E9%97%A8/contents/%E5%BF%AB%E9%80%9F%E5%87%86%E5%A4%87.html#
[http_zulko.github.io_moviepy_images_videoWH.jpeg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/dc5159e8bbd6430ea8ea69f3ad60f480.jpeg
[Link 2]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/APhun/moviepy-cn/blob/master/MoviePy%25E5%2585%25A5%25E9%2597%25A8/%25E8%25A7%2586%25E9%25A2%2591%25E8%25BD%25AC%25E6%258D%25A2%25E4%25B8%258E%25E6%2595%2588%25E6%259E%259C
[Link 3]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/APhun/moviepy-cn/blob/master/MoviePy%25E5%2585%25A5%25E9%2597%25A8/%25E6%25B7%25B7%25E5%2590%2588%25E5%2589%25AA%25E8%25BE%2591
[MoviePy 1]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/APhun/moviepy-cn/blob/master/MoviePy%25E5%2585%25A5%25E9%2597%25A8/%25E5%25A6%2582%25E4%25BD%2595%25E6%259B%25B4%25E6%259C%2589%25E6%2595%2588%25E7%258E%2587%25E5%259C%25B0%25E4%25BD%25BF%25E7%2594%25A8MoviePy
[31c64c9d7aea31a271a4d08676139f50.jpeg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/96694c70f11a4b4ca703444311644a6f.jpeg
[VideoFileClip]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//doc.moviepy.com.cn/index.html%23