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Pygame与OpenCV联合播放视频并保证音画同步

作者：h281001460

Pygame的Movie模块已经废弃多年，本文主要介绍了Pygame与OpenCV联合播放视频并保证音画同步，文中通过示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下

Pygame是一个超好用的SDL绑定。自从有了Pygame，妈妈再也不用担心我内存泄漏了。

但是这里有一个问题，Pygame的Movie模块已经废弃多年，这次做课题项目却要在一个游戏中来段视频播放。有点蒙圈。Ren'py提供的解决方案是使用libav，我尝试了一早上也搞不明白pyav怎么用。后来干脆用手边的OpenCV硬读视频吧。

这里说下第三方库：

其中，numpy是Anaconda自带，我没自己装过不知道，但是其他两个都是可以用pip直接安装的。

其实Pygame使用opencv或者moviepy不少见，就是使用pygame的pygame.surfarray接口可以把numpy矩阵转化为surface，而这些视频读取库能把每帧转为numpy矩阵。这部分在下面代码中都会体现。

我测试的视频是来自ドラッグオンドラグーン(龙背上的骑兵3)的一段音游部分。音乐就是用pygame的音频模块随便播放下就好。但是注意，视频帧率必须设置为跟你的视频一致，我这里是25fps。建议稍微多设置一点，比如25.5帧是对应25帧最好的选择。因为留有余地。

平时你的游戏基本不可能莫名其妙的在逻辑中出现视频播放，所以尽量单独播放视频，防止帧数掉出25.当然现代电脑这种情况比较少。

上图：

ドラッグオンドラグーン

还是喜欢零姐啊！！！

下面是基本的实现代码

# -*- coding:utf-8 -*-
import pygame
import sys
import cv2
import numpy as np
import os


if __name__ == '__main__':
    pygame.init()  # 初始化pygame
    FPS = 25.5
    #设置窗口位置
    os.environ['SDL_VIDEO_WINDOW_POS']="%d,%d" % (50,70)
    FPSClock = pygame.time.Clock()
    size = width, height = 1280, 720  # 设置窗口大小
    screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口
    pygame.display.set_caption(u'打字游戏:反应练习')
    color = (255, 255, 255)  # 设置颜色

    ogg=pygame.mixer.Sound("game.ogg")
    # pygame.mixer.music.load("")

    videoCapture = cv2.VideoCapture("test.mp4")

    ogg.play()


    while True:
        a=pygame.time.get_ticks()

        if videoCapture.isOpened():
            #从opncv读一段视频进来
            ret, frame = videoCapture.read()
            #下面这句可以获取图像大小
            # print('frame.shape:', frame.shape)
            # 
            # rot90(m, k=1, axes=(0, 1)
            # m是要旋转的数组(矩阵)，
            # k是旋转的次数，默认旋转1次，
            # 那是顺时针还是逆时针呢？
            # 正数表示逆时针，而k为负数时则是对数组进行顺时针方向的旋转。
            # 视频结束时会丢出一个ValueError异常
            try:
                frame = np.rot90(frame,k=-1)
            except:
                continue

            frame = pygame.surfarray.make_surface(frame)

            frame=pygame.transform.flip(frame,False,True)
            

            # frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)    
            screen.blit(frame, (0,0))

            # print()




        for event in pygame.event.get():  # 遍历所有事件
            if event.type == pygame.QUIT:  # 如果单击关闭窗口，则退出
                sys.exit()



        pygame.display.flip()  # 更新全部显示
        time_next= FPSClock.tick(FPS)
        b=pygame.time.get_ticks()

    pygame.quit()  # 退出pygame

好了。这样就实现了pygame播放视频~~~~

才怪呢。

因为手欠，拖动了以下窗口，然后发现，程序居然一直停留在拖动前的最后一帧，但我的音频还是在播放，当我松开鼠标的时候，视频图像才重新开始显示，这样造成视音频的同步上的问题，使鼠标松开后的视频直接跟不上音频。

尤其是这个部分是音游，一旦不同步，节奏对不上，感觉是要疯。

这问题太难受了。

于是动手解决吧……

也不难，就是时间方面的问题。掌控时间，就是掌握了全局。

于是方案如下：

方案1：通过时间和跳帧。通过计算时间【就是时间差大于某个阈值，比如100ms】发现曾经发生过停止，然后进行跳帧。因为人类手速有限，所以完全可以阈值稍微大点，防止由于cpu方面的原因造成误判。
方案2：重置音频播放，计算视频播放时间，让音频回到之前的状态。这个简单点，但是这不会太精确。需要仔细考虑使用哪个方案。
理论上跳帧方案比较好，因为帧量大，误差小。并且音频感官可以不缺失。

反复比较，选用方案一

算法如下：
设已有变量：
时间参量=下一帧-上一帧
跳帧计数器=0【在循环外】
阈值=200[时间参量大于此值说明出现故障]
跳帧系统检测到阈值超标，使用以下算法跳帧：
使用 故障值/正确延时 ，得到要跳的帧数量。然后使计数器增长到这个数量，然后跳帧。

以下是带有跳帧器的代码

# -*- coding:utf-8 -*-
import pygame
import sys
import cv2
import numpy as np
import os
# 音频同步跳帧实验
# 新增：跳帧系统

if __name__ == '__main__':
    pygame.init()  # 初始化pygame
    FPS = 25.5
    # 设置窗口位置
    os.environ['SDL_VIDEO_WINDOW_POS'] = "%d,%d" % (50, 70)
    FPSClock = pygame.time.Clock()
    size = width, height = 1280, 720  # 设置窗口大小
    # screen = pygame.display.set_mode(size,pygame.FULLSCREEN)  # 显示窗口
    screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口
    pygame.display.set_caption(u'打字游戏:反应练习')
    color = (255, 255, 255)  # 设置颜色

    ogg = pygame.mixer.Sound("game.ogg")
    # pygame.mixer.music.load("")

    videoCapture = cv2.VideoCapture("test.mp4")

    ogg.play()

    # 真正时间
    realtime = int(1000 / FPS)

    # 阈值-要稍微留下空间
    jumpyu = 100

    # 跳帧计数器
    jumpnum = 0

    while True:
        a = pygame.time.get_ticks()

        if videoCapture.isOpened():
        #这里是跳帧工具
            if jumpnum != 0:
           #这个函数光读东西，比read少一个解码过程，所以能省点算点
                videoCapture.grab()
                jumpnum -= 1
                continue
            ret, frame = videoCapture.read()
            try:
                frame = np.rot90(frame, k=-1)
            except:
                continue

            frame = pygame.surfarray.make_surface(frame)

            frame = pygame.transform.flip(frame, False, True)

            # frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)
            screen.blit(frame, (0, 0))

            # print()

        for event in pygame.event.get():  # 遍历所有事件
            if event.type == pygame.QUIT:  # 如果单击关闭窗口，则退出
                sys.exit()

        pygame.display.flip()  # 更新全部显示
        time_next = FPSClock.tick(FPS)
        b = pygame.time.get_ticks()
        k = b - a
		#此处检测阈值，大于阈值做记录准备跳帧
        if k > jumpyu:
            print('超过阈值，跳帧')
            temp = (k - realtime)/realtime
            tempstr=str(temp)
            tempstr=tempstr[tempstr.find('.')+1:]
            if len(tempstr)>1 or tempstr[0]!='0':
                jumpnum+=(int(temp)+1)
                print('跳小数帧')
            else:
                print('跳整数帧')
                jumpnum+=int(temp)
            print('跳'+str(jumpnum)+'帧')

    pygame.quit()  # 退出pygame

看看成果：为了截图拖了几下窗口，于是就已经智能跳帧了多次了。

跳帧输出

搞定收工，这次将手贱拖动窗口造成的音画同步问题降低到最小。至少这个视频是没怎么出现节奏问题了。当然，最好的建议还是别乱拖动窗口，毕竟再精确也无法做到帧级别的完全精确。就算是全屏与窗口切换也是会有帧损失的。emm…

到此这篇关于Pygame与OpenCV联合播放视频并保证音画同步的文章就介绍到这了,更多相关Pygame OpenCV播放视频内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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