Python爬取bilibili视频(期末设计)

摘要

为了解决PC端的bilibili无法下载视频的问题，使用python语言可以实现一个能够爬取bilibili某个视频资源(不包括会员视频)的程序。采用整个视频下载与分片拼接视频两种思路实现程序，比较两种方式的下载效率，最终采用分片下载视频再拼接成为一个视频的方式实现了bilibili视频(不包括会员视频)的下载。实现bilibili视频下载，可以用于离线观看或者收集视频素材用于剪辑，具有一定实际的用途。

引言

由于bilibili只能通过手机app下载视频缓存，电脑打开需要将缓存从手机将文件传到电脑，不方便。

本文从如何借助chorme浏览器的开发者工具与搜索引擎了解bilibili请求视频资源的方式、如何使用python的各种库模拟浏览器发送请求去获取bilibili服务器的视频资源、运行实现的python爬虫程序并下载一个视频三个步骤介绍bilibili视频爬虫的实现。

系统结构

使用到的工具

IntelliJ IDEA 2018.2.4 x64（集成开发环境）

Python3.8（编程语言）

requests库（发送http请求）

lxml库（xpath解析）

json库（解析json数据）

ffmpeg（合并音频和视频）

实现功能的原理

通过输入视频编号再拼接成为url，通过用python的request库使用url模拟浏览器请求访问视频页面。使用lxml库与json库从返回的响应信息中提取到视频资源的链接，再去模拟浏览器请求获取音频和视频资源，再将获得的音频和视频资源合并保存到本地。

实现代码

1.了解url结构

使用chorme浏览器，先到bilibili首页随便点开一个视频如图3.1所示。

图3.1

进入视频页面后，点进第二p，开始分析该页面的请求的结构如图3.2所示。

图3.2

可以看到请求由url和一个参数p拼接而成。

2.编写输入程序

访问页面需要的url结构为https://www.bilibili.com/video/BV号？p=，我们下载视频的话可以输入视频p数的分类来下载多个分p视频，总结以上需要输入程序的信息就包括视频BV号、起始p、结束p这三个信息，编写代码如下。

    if __name__ == '__main__':

    # 输入bilibili视频的BV号

    bv = input('视频BV号：')

    url='https://www.bilibili.com/video/'+bv

    # 选择视频从第几p开始到第几p结束

    startPart=input('起始P:')

    endPart = input('终止P;')

    print("url:",url)

    print("startPart:",startPart)

    print("endPart:",endPart)

输出结果如图3.3所示。

图3.3

3.解析网页，找到下载视频的链接

在chorme浏览器按下F12打开开发者工具，查找页面元素，找到在head标签的第3个script标签里面存有视频播放信息，划红线的baseUrl既是视频资源链接如图3.4所示。

图3.4

根据网上搜索了解到bilibili2018年后的视频分为音频与视频，但是在此标签里面没有找到与音频有关的键，这里我直接拷贝标签文本，放到文本编辑器notepad++中，查找“audio”发现了音频键值对，如图3.5所示。

图3.5

其中“baseUrl”后面的内容就是音频资源链接，如图3.6所示。

图3.6

这里我需要先通过发送请求获取网页二进制文本信息，然后再通过解析文本获取需要的链接。

增加函数getBiliBiliVideo，使用到的库有json、os、requests、etree，代码如下。

import json

import requests

from lxml import etree



# 防止因https证书问题报错

requests.packages.urllib3.disable_warnings()

headers = {

    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/80.0.3970.5 Safari/537.36',

    'Refer'

    'er': 'https://www.bilibili.com/'

}



'''

    获取bilibili视频的主要函数

    @param url 视频页面url 结构为:url?参数

    @param p 视频p数

    @param bv 视频bv数

'''

def getBiliBiliVideo(url,p,bv):

    session = requests.session()

    res = session.get(url=url,headers=headers,verify=False)

    _element = etree.HTML(res.content)

    # 获取window.__playinfo__的json对象,[20:]表示截取'window.__playinfo__='后面的json字符串

    videoPlayInfo = str(_element.xpath('//head/script[3]/text()')[0].encode('utf-8').decode('utf-8'))[20:]

    videoJson = json.loads(videoPlayInfo)

    # 获取视频链接和音频链接

    try:

        # 2018年以后的b站视频由.audio和.video组成 flag=0表示分为音频与视频

        videoURL = videoJson['data']['dash']['video'][0]['baseUrl']

        audioURl = videoJson['data']['dash']['audio'][0]['baseUrl']

        flag=0

    except Exception:

        # 2018年以前的b站视频音频视频结合在一起,后缀为.flv flag=1表示只有视频

        videoURL = videoJson['data']['durl'][0]['url']

        flag=1

    print("videoURL:",videoURL)

    print("audioURl:",audioURl)

    print("flag:",flag)



if __name__ == '__main__':

    getBiliBiliVideo("https://www.bilibili.com/video/BV1MJ411b7F6?p=2",2,"BV1MJ411b7F6")

输出结果图3.7所示。

图3.7

成功获取链接。

4.下载视频与音频

再去查看视频资源的网络请求，发现一共有两种请求方式，一种是GET，如图3.8所示。

图3.8

另一种是OPTION，如图3.9所示。

图3.9

所以视频资源可能需要先发送OPTION请求，获取服务器许可后再请求资源，许可的保持时间较长，所以只发一次Option请求就可以了，如图3.10所示。

图3.10

这里有两种下载视频的方式：

第一种是利用416报错码分片下载，留意在请求头划红线的这两个参数，如图3.11所示。

图3.11

Referer用于写明来源，Range用于规定分片的字节大小以及范围，每下载一定字节的资源，就修改Range，直到最后一次字节数大于剩下的资源时，服务器返回416报错，再重新将Range设置为’Range’: ‘bytes=上一次开始的索引-’。把最后剩下的资源下载下来。每获得一个视频的分片就给他拼接到文件最后，最后得到完整文件。

第二种是不加入Range参数，直接下载整个的音频与视频，只需要注释掉添加请求头Range参数的语句即可。

增加函数为fileDownload，增加导入的库有json、os、requests、etree、os，代码如下。

import json

import os

import requests

from lxml import etree



# 防止因https证书问题报错

requests.packages.urllib3.disable_warnings()

headers = {

    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/80.0.3970.5 Safari/537.36',

    'Refer'

    'er': 'https://www.bilibili.com/'

}



'''

    获取bilibili视频的主要函数

    @param url 视频页面url 结构为:url?参数

    @param p 视频p数

    @param bv 视频bv数

'''

def getBiliBiliVideo(url,p,bv):

    session = requests.session()

    res = session.get(url=url,headers=headers,verify=False)

    _element = etree.HTML(res.content)

    # 获取window.__playinfo__的json对象,[20:]表示截取'window.__playinfo__='后面的json字符串

    videoPlayInfo = str(_element.xpath('//head/script[3]/text()')[0].encode('utf-8').decode('utf-8'))[20:]

    videoJson = json.loads(videoPlayInfo)

    # 获取视频链接和音频链接

    try:

        # 2018年以后的b站视频由.audio和.video组成 flag=0表示分为音频与视频

        videoURL = videoJson['data']['dash']['video'][0]['baseUrl']

        audioURl = videoJson['data']['dash']['audio'][0]['baseUrl']

        flag=0

    except Exception:

        # 2018年以前的b站视频音频视频结合在一起,后缀为.flv flag=1表示只有视频

        videoURL = videoJson['data']['durl'][0]['url']

        flag=1

    # 指定文件生成目录,如果不存在则创建目录

    dirname = ("E:/result").encode("utf-8").decode("utf-8")

    if not os.path.exists(dirname):

        os.makedirs(dirname)

        print('文件夹创建成功!')

    # 获取每一集的名称

    name = bv + "-" + str(p)

    # 下载视频和音频

    print('正在下载 "'+name+'" 的视频····')

    fileDownload(homeurl=url,url=videoURL, name='E:/result/'+name + '_Video.mp4', session=session)

    if flag == 0:

        print('正在下载 "'+name+'" 的音频····')

        fileDownload(homeurl=url,url=audioURl, name='E:/result/'+name+ '_Audio.mp3', session=session)

    print(' "'+name+'" 下载完成！')



'''

    使用session保持会话下载文件

    @param homeurl 访问来源

    @param url 音频或视频资源的链接

    @param name 下载后生成的文件名

    @session 用于保持会话

'''

def fileDownload(homeurl,url, name, session=requests.session()):

    # 添加请求头键值对,写上 refered:请求来源

    headers.update({'Referer': homeurl})

    # 发送option请求服务器分配资源

    session.options(url=url, headers=headers,verify=False)

    # 指定每次下载1M的数据

    begin = 0

    end = 1024*512 - 1

    flag = 0

    while True:

        # 添加请求头键值对,写上 range:请求字节范围

        headers.update({'Range': 'bytes=' + str(begin) + '-' + str(end)})

        # 获取视频分片

        res = session.get(url=url, headers=headers,verify=False)

        if res.status_code != 416:

            # 响应码不为为416时有数据

            begin = end + 1

            end = end + 1024*512

        else:

            headers.update({'Range': str(end + 1) + '-'})

            res = session.get(url=url, headers=headers,verify=False)

            flag=1

        with open(name.encode("utf-8").decode("utf-8"), 'ab') as fp:

            fp.write(res.content)

            fp.flush()

        # data=data+res.content

        if flag==1:

            fp.close()

            break

if __name__ == '__main__':

    getBiliBiliVideo("https://www.bilibili.com/video/BV1MJ411b7F6?p=2",2,"BV1MJ411b7F6")

输出结果如图3.12所示。

图3.12

通过第一种分片下载视频得到音频与视频如图3.13所示。

图3.13

而通过第二种直接下载视频得到的视频出现异常, 如图3.14所示，中途还是停止了下载，不考虑这个方法。

图3.14

最后推荐使用第一种方法分片下载音频与视频。

5.合并视频与音频

对于bilibili2018年以后的视频需要再多一步音频与视频合并的操作，这里通过ffmpeg来实现这个功能。

首先到https://ffmpeg.zeranoe.com/builds/下载static包，我的配置选择如图3.15所示。

图3.15

下载zip包到自定义文件夹下解压，找到bin目录，如图3.16所示。

图3.16

将bin的完整目录添加到系统环境变量Path中，如图3.17所示。

图3.17

Win+R运行cmd指令输入ffmpeg -version查看到如图3.18所示则配置成功。

图3.18

编写函数命名为combineVideoAudio，导入库subprocess、os，使用subprocess.call()执行ffmpeg命令，然后使用os.remove()将原本的音频和视频删除，代码如下。

import subprocess

import os



'''

    用于合并音频与视频

    @param videopath 视频路径

    @param audiopath 音频路径

    @param outpath 生成合并视频的路径

'''

def combineVideoAudio(videopath,audiopath,outpath):

    subprocess.call(("D:/python/ffmpeg-3.4.2-win64-static/bin/ffmpeg -i " + videopath + " -i " + audiopath + " -c copy "+ outpath).encode("utf-8").decode("utf-8"),shell=True)

    os.remove(videopath)

    os.remove(audiopath)



if __name__ == '__main__':

    combineVideoAudio("E:/result/BV1MJ411b7F6-2_Video.mp4","E:/result/BV1MJ411b7F6-2_Audio.mp3","E:/result/BV1MJ411b7F6-2_output.mp4")

合并第4步下载的音频和视频，截取执行结果如图3.19与3.20所示。

图3.19

图3.20

能够正常观看视频，如图3.21所示。

图3.21

6.最终代码

import json

import os

import subprocess

import requests

from lxml import etree

# 防止因https证书问题报错

requests.packages.urllib3.disable_warnings()



headers = {

    'User-Agent': 'Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/80.0.3970.5 Safari/537.36',

    'Refer'

    'er': 'https://www.bilibili.com/'

}



'''

    获取bilibili视频的主要函数

    @param url 视频页面url 结构为:url?参数

    @param p 视频p数

    @param bv 视频bv数

'''

def getBiliBiliVideo(url,p,bv):

    session = requests.session()

    res = session.get(url=url,headers=headers,verify=False)

    _element = etree.HTML(res.content)

    # 获取window.__playinfo__的json对象,[20:]表示截取'window.__playinfo__='后面的json字符串

    videoPlayInfo = str(_element.xpath('//head/script[3]/text()')[0].encode('utf-8').decode('utf-8'))[20:]

    videoJson = json.loads(videoPlayInfo)

    # 获取视频链接和音频链接

    try:

        # 2018年以后的b站视频由.audio和.video组成

        videoURL = videoJson['data']['dash']['video'][0]['baseUrl']

        audioURl = videoJson['data']['dash']['audio'][0]['baseUrl']

        flag=0

    except Exception:

        # 2018年以前的b站视频音频视频结合在一起,后缀为.flv

        videoURL = videoJson['data']['durl'][0]['url']

        flag=1

    # 指定文件生成目录,如果不存在则创建目录

    dirname = ("E:/result").encode("utf-8").decode("utf-8")

    if not os.path.exists(dirname):

        os.makedirs(dirname)

        print('文件夹创建成功!')

    # 获取每一集的名称

    name = bv + "-" + str(p)

    # 下载视频和音频

    print('正在下载 "'+name+'" 的视频····')

    fileDownload(homeurl=url,url=videoURL, name='E:/result/'+name + '_Video.mp4', session=session)

    if flag == 0:

        print('正在下载 "'+name+'" 的音频····')

        fileDownload(homeurl=url,url=audioURl, name='E:/result/'+name+ '_Audio.mp3', session=session)

        print('正在组合 "'+name+'" 的视频和音频····')

        combineVideoAudio('E:/result/' + name + '_Video.mp4','E:/result/' + name + '_Audio.mp3','E:/result/' + name + '_output.mp4')

    print(' "'+name+'" 下载完成！')


'''
    使用session保持会话下载文件
    
    @param homeurl 访问来源
    
    @param url 音频或视频资源的链接
    
    @param name 下载后生成的文件名
    
    @session 用于保持会话
'''

def fileDownload(homeurl,url, name, session=requests.session()):

    # 添加请求头键值对,写上 refered:请求来源

    headers.update({'Referer': homeurl})

    # 发送option请求服务器分配资源

    session.options(url=url, headers=headers,verify=False)

    # 指定每次下载1M的数据

    begin = 0

    end = 1024*512 - 1

    flag = 0

    while True:

        # 添加请求头键值对,写上 range:请求字节范围

        headers.update({'Range': 'bytes=' + str(begin) + '-' + str(end)})

        # 获取视频分片

        res = session.get(url=url, headers=headers,verify=False)

        if res.status_code != 416:

            # 响应码不为为416时有数据

            begin = end + 1

            end = end + 1024*512

        else:

            headers.update({'Range': str(end + 1) + '-'})

            res = session.get(url=url, headers=headers,verify=False)

            flag=1

        with open(name.encode("utf-8").decode("utf-8"), 'ab') as fp:

            fp.write(res.content)

            fp.flush()

        # data=data+res.content

        if flag==1:

            fp.close()

            break

'''

    用于合并音频与视频

    @param videopath 视频路径

    @param audiopath 音频路径

    @param outpath 生成合并视频的路径

'''

def combineVideoAudio(videopath,audiopath,outpath):

    subprocess.call(("D:/python/ffmpeg-3.4.2-win64-static/bin/ffmpeg -i " + videopath + " -i " + audiopath + " -c copy "+ outpath).encode("utf-8").decode("utf-8"),shell=True)

    os.remove(videopath)

    os.remove(audiopath)



if __name__ == '__main__':

    # 输入bilibili视频的BV号

    bv = input('视频BV号：')

    url='https://www.bilibili.com/video/'+bv

    # 选择视频从第几p开始到第几p结束

    startPart=input('起始P:')

    endPart = input('终止P;')

    for p in range(int(startPart),int(endPart) + 1):

        getBiliBiliVideo(url + '?p=' + str(p),p,bv)

总结

很久之前就有想在PC端直接下载bilibili视频的想法，正好借这次Python的期末作业看能不能做出一个爬虫下载视频，通过百度找了很多的资料并借鉴了一些博客的经验，发现可行性很高，所以就准备以这个为题。利用chorme浏览器的开发者工具，从网页文本中找到视频资源的链接，再从一条条请求种找到请求视频的方式，慢慢地摸清了bilibili分p加载视频的机制之后，就开始编码，中间学习了如何使用python的各种库去请求网页、解析网页文本、下载音频与视频、合并音频与视频。在合并音频与视频这个问题上卡了挺久，最后试出来的方案是使用subprocess.call()来执行ffmpeg命令可以获得完整视频。

目前实现的爬取视频功能已经可以满足我离线观看视频，不用借助手机就可下载到视频素材的需求。当然，这个程序还存在一些可以后续添加的功能，比如输入多个BV号再逐个下载；实现循环输入，下载完一个视频后继续输入号，继续下载；显示弹幕等，这些功能根据以后的需求再进行添加。