MoviePy - 使用 Python 编辑视频

MoviePy 是一个用于编辑视频的 Python 模块，可用于视频剪切、视频合并、标题插入、视频旋转变换等一些基本的视频操作。MoviePy 可以读写很多常见的视频格式，包含 GIF。

本文介绍如何使用 MoviePy。

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什么时候需要 MoviePy

在以下情况十分适合使用 MoviePy：

• 以一致的方式编辑和处理大批量视频；
• 想在如 Django、Flask 等服务上合成视频或动图；
• 希望将繁琐的任务自动化，例如标题插入、剪辑场景、制作片尾字幕等；
• 从另一个 Python 库（如 Matplotlib、Mayavi）生成的图像创建动画。

以下用途中 MoviePy 不是最佳解决方案：

• 需要对视频做帧级的分析，例如人脸检测等，此时只需要使用 imageio、OpenCV 或 SimpleCV 等专门处理这些任务的库；
• 仅需要转换视频格式，或将多张图片合成视频，可以直接使用 ffmpeg 更加快速。

MoviePy 的优缺点

MoviePy 在开发中考虑了以下目标：

• 简单易用。视频编辑操作基本能使用极少的代码实现，容易上手；
• 灵活性高。能够在视频或音频的每一帧上做处理；
• 多平台可用。MoviePy 使用 numpy、ffmpeg 实现，能在几乎所有平台和 Python 版本运行。

MoviePy 如何工作

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。

样例代码

# 引入用于编辑视频的所有包
from moviepy.editor import *

# 加载视频并选择 00:00:50 - 00:00:60 的片段
clip = VideoFileClip("myHolidays.mp4").subclip(50,60)

# 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("My Holidays 2013", 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("myHolidays_edited.webm")

VideoPy 编辑操作

MoviePy 处理对象的基本单元为 clips，包含 AudioClips 和 VideoClips，在代码中可以看到，基本每一编辑操作都是作用在一个或多个 clips 上的。

混合片段 Mixing clips

视频合成，也称为非线性编辑，是在一个新剪辑中以一定的效果播放多个片段的现象。下面通过几个简单的样例介绍 MoviePy 的合并功能。

连接视频 Concatenate clips

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 Stack clips

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")

实现效果类似于：

覆盖视频 Composite clips

CompositeVideoClip 提供了非常方便的覆盖视频的方法，但是比前面所讲述的方法略显复杂。

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

上述代码实现的覆盖关系为，片段 clip2 覆盖在 clip1 上层，clip3 覆盖在 clip2 上层。也就是说，当这三个片段具有相同的尺寸时，我们只看得到位于最上层的片段 clip3，除非 clip2 和 clip3 在尺寸或时长上只显示一部分。

需要注意的是，合成视频的尺寸大小以第一个参数 (clip1) 为准，因为它通常作为背景。而有些时候需要使合成视频尺寸更大，或者让背景更大，可以通过下面代码指定最终合成的尺寸大小：

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

在合成视频中，我们还可以通过 clip.set_start 来设置某片段的开始时刻，例如：

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 可能在 clip1 还没结束的时候就开始，此时可以通过 crossfadein 设置淡入效果的时间：

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

如果 clip2 和 clip3 都比 clip1 小，可以通过设置其位置来决定它们出现在哪里。需要注意的是，坐标原点位于视频左上角。

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

有更多的方法指定坐标：

clip2.set_position((45,150)) # x=45, y=150 , in pixels

clip2.set_position("center") # automatically centered

# clip2 is horizontally centered, and at the top of the picture
clip2.set_position(("center","top"))

# clip2 is vertically centered, at the left of the picture
clip2.set_position(("left","center"))

# clip2 is at 40% of the width, 70% of the height of the screen:
clip2.set_position((0.4,0.7), relative=True)

# clip2's position is horizontally centered, and moving down !
clip2.set_position(lambda t: ('center', 50+t) )

当指定视频坐标时，注意其遵循下图所示的坐标布局，左上角顶点为视频坐标开始原点。

混合音频 Compositing audio clips

将视频混合剪辑在一起时，MoviePy 会自动组合它们各自的音轨，形成最终剪辑的音轨，因此无需考虑手动编辑视频的音轨。

如果想从多个音频源制作自定义音频，可以使用 CompositeAudioClip 和 concatenate_audioclips：

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)])

音频操作 Audio in MoviePy

创建音频 Creating a new audio clip

音频对象可以从音频文件中初始化：

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

也可以从视频的音轨中创建：

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

合并音频 Compositing audio clips

见本篇『混合音频 Compositing audio clips』部分。

设置为视频音轨

将音频剪辑片段指定为视频的配乐：

videoclip2 = videoclip.set_audio(my_audioclip)