Moviepy音视频剪辑：视频添加雪花飘落特效

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一、背景和需求

在《https://blog.csdn.net/LaoYuanPython/article/details/115298737 OpenCV-Python图形图像处理：制作雪花飘落特效》介绍了使用OpenCV制作雪花飘落特效的图像播放的过程，如果要将该功能引入到视频中，在上面博文的基础上其实是非常容易的，下面我们就来介绍实现。

二、实现原理

要给视频加雪花特效，是基于以下原理来实现的：

1. 每个视频都是由一个个视频帧构成，每个视频帧都是一副静态的图像，通过视频帧的连续显示形成动态视频；
2. 实现视频雪花飘落，就是在视频的每帧图像中添加雪花，并在前后相连的视频帧中变化雪花的位置，形成雪花下飘带横向移动的效果；
3. 雪花的图片本身是一个矩形，矩形内有黑色背景和白色的雪花，在将雪花图片添加到视频帧时，需要确保黑色部分不会遮盖帧图像的内容，只有白色的雪花前景色才可以遮挡帧图像内容。这就需要通过图像的阈值处理确得到雪花图像的二值图，用该二值图及其补图作为掩膜，二值图作为雪花原始图片与自身与运算的掩码来获取雪花图片的前景色，补图作为帧图片雪花对应位置的子图与子图自身与运算的掩膜来获取雪花黑色背景部分对应的帧图像作为背景色；
4. 对视频帧调用雪花融合图像的函数进行动态融合雪花的处理
5. Moviepy的fl_image是视频剪辑基类VideoClip的方法，该方法用于对视频的帧图像进行变换，其参数包括一个对帧图像进行变换的函数image_func，具体变换由应用实现对图像进行变换处理的一个函数，然后将该函数作为image_func的值参传入fl_image，Moviepy就会调用该函数完成对视频每帧图像的处理生成新的剪辑

三、具体实现

3.1、实现流程

3.2、关键实现

本文的大部分代码来源于《https://blog.csdn.net/LaoYuanPython/article/details/115298737 OpenCV-Python图形图像处理：制作雪花飘落特效》，小部分进行了调整，增加了视频生成相关代码：

3.2.1、将所有雪花对象融合到背景图像

上帧图像中的雪花在当前帧中需要随机下落一定位置，并在一定幅度内横向漂移，当有雪花落到图像底部之下时，需要释放对应对象以节省资源。

addSnowEffectToImg融合雪花到图片的函数addSnowEffectToImg本文进行了优化，主要是在融合前的生成一排新雪花对象的功能合并到本函数中：

def addSnowEffectToImg(img):
    """
    将所有snowObjects中的雪花对象融合放到图像img中，融合时y坐标随机下移一定高度，x坐标左右随机小范围内移动
    """
    global snowShapesList,snowObjects
    horizontalMaxDistance,verticalMaxDistance = 5,10 #水平方向左右漂移最大值和竖直方向下落最大值
    rows,cols = img.shape[:2]
    maxObjsPerRow = int(cols/100)
    snowObjects += generateOneRowSnows(cols, random.randint(0, maxObjsPerRow))
    snowObjectCount = len(snowObjects)
    rows,cols = img.shape[0:2]
    imgResult = np.array(img)
    for index in range(snowObjectCount-1,-1,-1):
        imgObj = snowObjects[index] #每个元素为(imgId,x,y)
        if imgObj[2]>rows: #如果雪花的起始纵坐标已经超出背景图像的高度（即到达背景图像底部），则该雪花对象需进行失效处理
            del(snowObjects[index])
        else:
            imgSnow = snowShapesList[imgObj[0]]
            x,y = imgObj[1:] #取该雪花上次的位置
            x = x+random.randint(-1*horizontalMaxDistance,horizontalMaxDistance) #横坐标随机左右移动一定范围
            y = y+random.randint(1,verticalMaxDistance) #纵坐标随机下落一定范围
            snowObjects[index] = (imgObj[0],x,y) #更新雪花对象信息
            imgResult = addImgToLargeImg(imgSnow,imgResult,(x,y),180) #将所有雪花对象图像按照其位置融合到背景图像中
    return imgResult #返回融合图像

3.2.2、实现视频雪花飘落特效视频合成

下面的代码调用addSnowEffectToImg实现对《粉丝记事本》视频的雪花飘落特效：

from  moviepy.editor import *

def addVideoSnowEffect(videoFileName,resultFileName):
    clip = VideoFileClip(videoFileName)
    newclip = clip.fl_image(addSnowEffectToImg, apply_to=['mask'])
    newclip.write_videofile(resultFileName)

if __name__ == '__main__':
    addVideoSnowEffect(r'f:\video\fansNote.mp4',r'f:\video\fansNote_snow.mp4')

3.3、雪花飘落效果

四、小结

本文介绍了制作视频雪花飘落特效的原理、实现的思想以及流程，并利用Python+OpenCV+Moviepy提供了关键的实现代码，是一个供大家理解图像融合、Moviepy视频变换的完整案例。

更多相关moviepy知识的介绍请参考《https://blog.csdn.net/LaoYuanPython/article/details/108184832 Python音视频剪辑库MoviePy1.0.3中文教程导览及可执行工具下载》的导览式介绍。

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