如何用Python把微信這個地球轉(zhuǎn)動?

作者?|?xiaorang
來源 |?數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計學(xué)之美

1.微信地球

手機重啟后打開微信的一瞬間，會看到一幅有名的圖片，上面站著一個張小龍。

你可曾想過這樣一個問題，如果上面那個地球轉(zhuǎn)起來會是怎樣？

2.效果圖

效果簡直不要太酷炫，我只能直呼太牛逼！那么這樣一個酷炫的操作是怎么做出來的呢？我們接著往下看。

3.素材準備

這里共需要準備三個素材：1.地球表面素材；2.云圖素材；3.微信地球的摳圖素材。

1）地球表面素材

2）云圖素材

3）微信地球的摳圖素材

4.基本原理

基本的貼圖方法在本博前面的文章《用python實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)地球》中講過了，具體可以參考下面的鏈接，這里重點講雙層素材的動態(tài)效果。云圖是灰度圖，白色地方代表云層厚，黑色的地方代表那里云層薄，我們根據(jù)顏色設(shè)置不同的透明度。

https://blog.csdn.net/xiaorang/article/details/106692489

如果云圖與地面的選擇速度相同，會顯得不自然，我們這里讓云層旋轉(zhuǎn)速度比地面旋轉(zhuǎn)速度慢一半，產(chǎn)生相對運動的效果。

這樣帶來的問題是，地球旋轉(zhuǎn)360°后云圖只旋轉(zhuǎn)了180°，必須加倍到720°才能實現(xiàn)連續(xù)運動。

具體的云層透明度設(shè)置，參數(shù)需根據(jù)實際效果進行調(diào)整。

5.GIF壓縮

順便給大家介紹一個比較好用的壓縮GIF的在線工具，鏈接如下。

https://www.iloveimg.com/zh-cn/compress-image/compress-gif

直接生成的GIF動圖有超過傳輸限制，無法上傳，用此工具壓縮后文件體積大幅縮小，但圖片效果沒有肉眼可以察覺的影響。

6.完整代碼

分步驟的具體邏輯講解，請看《用python實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)地球》這個文章，鏈接我們在上面已經(jīng)展示，這里貼一下完整代碼。

from?PIL?import?Image,?ImageDraw
import?math
import?numpy?as?np
import?imageio

def?calcSphereXY2XYZ(px,?py,?maxHeight,?longOffset):
????v0x=?np.array(px)
????v0y=?np.array(py)
????v03=?np.subtract(v0x,?maxHeight)
????v04=?np.subtract(v0y,?maxHeight)
????v1x=?np.true_divide(v03,?maxHeight)
????v1y=?np.true_divide(v04,?maxHeight)
????#?print(max(v1x),?min(v1x))
????v07=?np.power(v1x,2)
????v08=?np.power(v1y,2)
????v09=?np.add(v07,v08)
????v0a=?np.subtract(1,v09)
????v1z=?np.power(v0a,1/2)??????????????????????????????????#?z
????#?print('z:',?max(v1z),?min(v1z))
????v1lat=?np.multiply(v1y,?math.pi/2)??????????????????????#?lat
????v0lon=?np.arctan2(v1z,?-v1x)?????????????????????????????
????v1lon=?np.add(v0lon,?longOffset)???????????????????????#?long
????v2lon=?np.fmod(v1lon,?math.pi*2)???????????????????????#?long
????return?v2lon,?v1lat

def?calcShpereLatLong2XY(vlon,?vlat,?width,?height):
????v3x0=np.multiply(vlon,?width/2/math.pi)
????v3y0=np.multiply(vlat,?height/math.pi)
????v3y1=np.add(v3y0,?height/2)
????v3x2=v3x0.astype(np.integer)
????v3y2=v3y1.astype(np.integer)
????return?v3x2,?v3y2

def?getPic(a):
????#?imgBack=?Image.open('地球3.jpg')
????imgBack=?Image.open('世界地球日地圖_8K_2.jpg')
????imgCloud=?Image.open('世界地球云地圖_8K.jpg')
????width=?imgBack.size[0]
????height=?imgBack.size[1]
????imgBack=?imgBack.convert('RGBA')
????arrayBack=?np.array(imgBack)
????arrayCloud=?np.array(imgCloud)
????circleSize=?508
????img2=?Image.new('RGBA',?(circleSize,circleSize))
????img=?Image.new('RGBA',?(circleSize,circleSize),?'black')
????w=?img.size[0]
????h=?img.size[1]
????pxList=[]
????pyList=[]
????for?i?in?range(w):
????????for?j?in?range(h):
????????????r=?math.sqrt((i-w/2)**2+(j-h/2)**2)
????????????if?r2:
????????????????pxList.append(i)????????????
????????????????pyList.append(j)

????nplon,?nplat=?calcSphereXY2XYZ(pxList,?pyList,?h/2,?a)
????nplon2,?nplat2=?calcSphereXY2XYZ(pxList,?pyList,?h/2,?a/2)
????#?nplon,?nplat=?rotSphere(nplon,?nplat,?)
????npx,?npy=?calcShpereLatLong2XY(nplon,?nplat,?width-1,?height)
????npx2,?npy2=?calcShpereLatLong2XY(nplon2,?nplat2,?width-1,?height)
????color=?arrayBack[npy,?npx]
????color2=?arrayCloud[npy2,?npx2]
????for?i?in?range(len(pxList)):
????????x=?pxList[i]
????????y=?pyList[i]
????????cc=color[i]
????????#?print(cc)
????????cc=?tuple(cc)
????????img.putpixel((x,y),?cc)
????????c2=?color2[i]
????????c0=?int(c2[0]*1.6)
????????if?c0>255:
????????????c0=255
????????c_alpha=?int(c2[0]*0.9)
????????c2=?(c0,c0,c0,c_alpha)
????????img2.putpixel((x,y),?c2)
????r,g,b,a=?img2.split()
????img.paste(img2,?(0,0),?mask=a)
????return?img

if?__name__=='__main__':
????frames=[]
????str1=?'微信地球_mask.png'
????img1=?Image.new('RGB',?(750,1334))
????img2=?Image.open(str1)
????for?i?in?range(0,?720,?12):
????????a=?-i*math.pi/?180
????????img=?getPic(a)
????????img1.paste(img,(122,424))
????????r,g,b,alpha=img2.split()
????????img1.paste(img2,?(0,0),?mask=alpha)
????????str1=?'temp%03d.png'%i
????????print(str1)
????????img1.save(str1)
????????im?=?imageio.imread(str1)
????????frames.append(im)
????????#?img.show()
????imageio.mimsave('earth.gif',?frames,?'GIF',?duration=0.20)?
???

源碼和素材圖片已經(jīng)上傳至網(wǎng)盤，感興趣的同學(xué)可以下載試試哦！

源碼鏈接：https://pan.baidu.com/s/14SO4hp84fcCtfxFdlZTV9w ?提取碼：0jfa