用R制作gif动态图以及从gif中提取图片
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作者:辉小宝同学
微信公众号:R语言和Python学堂
知乎:https://www.zhihu.com/people/zoro-3-92/posts
简书:https://www.jianshu.com/u/981ba7d6b4a6
熟悉R的朋友,肯定知道 animation
包,它可将一系列用R绘制的静态图转化为各种格式的动图或视频(比如:gif, mp4, avi等格式)。事实上,它是通过R去调用一些图片或视频处理程序(比如:ImageMagick, GraphicsMagick, FFmpeg等)来实现这些功能的,因此如果要使用这些功能,相应外部程序也必须要安装。关于 animation
包的详情可参考https://cran.r-project.org/web/packages/animation/。
由于 animation
包只能将R绘制的静态图转化为动图,它不能处理外部图片以及gif动态图。因此我将在这篇博客教大家如何用R从gif中提取图片以及如何将外部图片制作成gif动态图,我将以下面的gif动图为例:
1. 下载ImageMagick
ImageMagick是一款功能强大、稳定而且免费开源的图片处理工具集,可以用来读、写和处理超过200种不同格式的图片文件,详情可参考其官网https://www.imagemagick.org。
这里我们也将通过R来调用ImageMagick来实现我们的功能。我们用的是ImageMagick的Windows portable版(便携版,也即免安装版),我将安装压缩包已上传至百度网盘(包括32位和64位系统的,解压就可以用,无需安装),你也可从官网下载https://www.imagemagick.org/script/download.php。
2. 从gif动图中提取每帧图片
在ImageMagick中可通过命令行模式来实现这个功能,其一般命令为convert test.gif-coalesce result_%05d.png
。下面通过R来调用这个命令,我将其封装成一个叫 gif2frames()
的函数,其各参数的意义见函数内部的注释:
gif2frames <- function(pathIn='',
pathOut='',
ImageMagick_path='',
frameFormat='png',
prefixFrame='/frame_%05d.'){
##### arguments
# pathIn: gif文件所在路径
# pathOut: 图片保存路径
# ImageMagick_path: ImageMagick convert命令所在路径
# frameFormat: 图片保存的格式类型
# prefixFrame: 图片文件名的格式
##### return
# None
if(!dir.exists(pathOut)) ##自动创建保存图片的文件夹
dir.create(pathOut)
command <- paste(ImageMagick_path, pathIn, '-coalesce', paste0(pathOut, prefixFrame, frameFormat))
#system('F:R_tutorials/gif/ImageMagick-7.0.8-64bit/convert test.gif -coalesce ./frames/frame_%05d.png')
system(command) ##调用外部的ImageMagick程序
}
从上面代码可知,最后我们通过R中的
system()
函数来调用外部ImageMagick程序来实现所需功能。
来测试一下:
pathIn <- 'test.gif'
pathOut <- './frames/'
ImageMagick_path <- './ImageMagick-7.0.8-64bit/convert'
gif2frames(pathIn, pathOut, ImageMagick_path)
运行完上面代码后, test.gif
动图中的每一帧都保存在 frames
文件夹下,如下图:
用R提取gif中的每帧图片就算实现了,是不是很简单!!!
3. 制作gif
下面我将使用上一步提取到的图片(即 frames
文件夹下的170帧图片)为例,来介绍如何制作gif,这可以看作为上一步的逆过程。我也将其封装成一个叫 frames2gif
的函数:
frames2gif <- function(pathIn='',
pathOut='',
ImageMagick_path='',
resize_ratio=1,
delay=40,
frameFormat='png',
everyFrame=1){
##### arguments
# pathIn: 图片所在路径
# pathOut: 生成的gif所保存的路径
# ImageMagick_path: ImageMagick convert命令所在路径
# resize_ratio: 调节gif的尺寸,默认为1。如果为0.5,gif的长度和宽度将是图片尺寸的一半
# delay: 设置帧与帧之间的时间间隔,默认为40(表示0.4s)。如果为200,那么时间间隔即为2s
# frameFormat: 图片的格式
# everyFrame: 如果为3,只使用pathIn文件夹下的第1, 4, 7,10,13帧,.....图片来制作gif,默认使用所有图片
##### return
# None
## create temp dir to store frames used to create gif.
tempdir <- paste0(pathIn, '/temp')
dir.create(tempdir)
files <- list.files(pathIn, pattern=paste0('*.', frameFormat), recursive=FALSE, full.names=TRUE)
index <- seq(1, length(files), by=everyFrame)
file.copy(files[index], tempdir)
command <- paste(ImageMagick_path,
'-resize', paste0(as.integer(100L*resize_ratio), '%'),
'-delay', delay,
paste0(tempdir,'/*.', frameFormat),
pathOut)
#system('F:R_tutorials/gif/ImageMagick-7.0.8-64bit/convert -resize 90% -delay 40 *.png result.gif')
system(command)
## delete temp dir
unlink(tempdir, recursive=TRUE, force=TRUE)
}
来测试一下:
1. 设置 delay
参数为 2
(也即帧与帧之间的时间间隔为0.02s),使动画变得更快。
pathIn <- './frames/'
pathOut <- 'fast.gif'
ImageMagick_path <- './ImageMagick-7.0.8-64bit/convert'
frames2gif(pathIn, pathOut,
ImageMagick_path,
delay=2)
结果如下图:
2. 设置 resize_ratio
参数为 0.5
,使动画尺寸大小变为原来的一半。
pathOut <- 'small.gif'
frames2gif(pathIn, pathOut,
ImageMagick_path,
resize_ratio=0.5,
delay=4)
结果如下图:
3. 设置 everyFrame
参数为 2
,使动画的总帧数变为原来的1/2。
pathOut <- 'small_frames.gif'
frames2gif(pathIn, pathOut,
ImageMagick_path,
everyFrame=2,
delay=4)
结果如下图:
从上图可知,减少动画总帧数,其效果相当于缩短动画时间。
通过以上三个例子,我们知道如何使用 frames2gif()
函数来制作gif动图了。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助。如果觉得文章不错,动手转发支持一下哦!
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