كيفية بناء تطبيق الكاميرا باستخدام بايثون

سواء كنت ترغب في العمل على مشروع بايثون جذاب أو استكشاف جوانب مختلفة من برمجة بايثون، فإن إنشاء تطبيق كاميرا يخدم هذا الغرض. يتضمن الجمع بين جوانب مختلفة من برمجة بايثون، مثل تطوير واجهة المستخدم الرسومية (GUI)، ومعالجة الصور والفيديو، والخيوط المتعددة.

كما أن حل التحديات العملية مثل هذا يساعد في صقل مهاراتك في حل المشكلات. هذه المهارات ذات قيمة في أي مسعى البرمجة.

إعداد بيئتك

ابدأ ب خلق بيئة افتراضية جديدة. سيؤدي هذا إلى عزل مشروعك والتأكد من عدم وجود تعارض بين الإصدارات المختلفة للحزم التي تقوم بتثبيتها. ثم قم بتشغيل هذا الأمر الطرفي:

pip install opencv-python pillow

سيقوم هذا الأمر بتثبيت OpenCV مكتبة و بيل (مكتبة تصوير بايثون) في بيئتك الافتراضية. سوف تستخدم OpenCV لوظيفة رؤية الكمبيوتر وPIL لمعالجة الصور.

الكود المصدري الكامل لهذا المشروع متاح في ملف مستودع جيثب.

استيراد المكتبات المطلوبة

بمجرد تثبيت هذه المكتبات، يمكنك استيرادها مع الوحدات الضرورية الأخرى من مكتبة بايثون القياسية:

import tkinter as tk
import cv2
from PIL import Image, ImageTk
import os
import threading
import time

سوف تفعل يستخدم com.tkinter لإنشاء واجهة مستخدم رسومية للتطبيق الخاص بك ووحدات نظام التشغيل والترابط والوقت للوظائف المرتبطة بها. من خلال فصل بعض التعليمات البرمجية الخاصة بك إلى سلاسل رسائل، ستتمكن من ذلك تمكينه من العمل بشكل متزامن.

إنشاء دليل المعرض وتحديد المتغيرات والأعلام العالمية

قم بإنشاء دليل لتخزين الصور الملتقطة ومقاطع الفيديو المسجلة. ستضمن هذه الخطوة وجود الدليل قبل متابعة التقاط مقاطع الفيديو أو تسجيلها.

ifnot os.path.exists("gallery"):
 os.makedirs("gallery")

ثم حدد image_thumbnails و الصور المصغرة الفيديو المتغيرات. سيؤدي ذلك إلى تخزين الصور المصغرة للصور ومقاطع الفيديو في المعرض.

# Initialize image_thumbnails as a global list
image_thumbnails = []
video_thumbnails = [] # New list for video thumbnails
update_camera = True

ال update_camera سيتحكم العلم في تحديثات تغذية الكاميرا.

التقاط الصور من تغذية الكاميرا

حدد الوظيفة التي ستستخدم OpenCV لالتقاط صورة من موجز الكاميرا. يجب بعد ذلك استرداد الإطار من الكاميرا وحفظه في ملف صالة عرض الدليل، وعرضه باستخدام show_image.

defcapture_image():
 ret, frame = cap.read()
if ret:
# Generate a unique filename with a timestamp
 timestamp = time.strftime("%Y%m%d%H%M%S")
 image_path = os.path.join("gallery", f"captured_image_{timestamp}.jpg")
 cv2.imwrite(image_path, frame)
 show_image(image_path)

بدء وإيقاف تسجيل الفيديو

قبل عرض مقطع فيديو، تحتاج إلى طريقة لإنشائه. ولتحقيق ذلك، قم بإنشاء وظيفة تبدأ عملية تسجيل الفيديو عندما يريد المستخدم التقاط مقطع فيديو. يجب أن تقوم الوظيفة أيضًا بتعطيل سِجِلّ زر (لمنع تسجيلات متعددة في وقت واحد) وتمكين إيقاف التسجيل زر. يشير هذا إلى أن التسجيل قيد التقدم.

defstart_recording():
global video_writer, recording_start_time, recording_stopped, update_camera
ifnot video_writer:
 timestamp = time.strftime("%Y%m%d%H%M%S")
 video_path = os.path.join("gallery", f"recorded_video_{timestamp}.mp4")
# Use mp4v codec (or try other codecs)
 fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
# Adjust frame rate and resolution if needed
 video_writer = cv2.VideoWriter(video_path, fourcc, 20.0,
 (640, 480))
 recording_start_time = time.time()
 recording_stopped = False
 record_button.config(state=tk.DISABLED)
 stop_button.config(state=tk.NORMAL)
# Start a separate thread for recording and time-lapse display
 recording_thread = threading.Thread(target=record_and_display)
 recording_thread.start()

ثم قم بإنشاء وظيفة لإيقاف تسجيل الفيديو وتحرير كاتب الفيديو.

defstop_recording():
global video_writer, recording_stopped
if video_writer:
 video_writer.release()
 recording_stopped = True
 record_button.config(state=tk.NORMAL)
 stop_button.config(state=tk.DISABLED)

تعمل هذه الوظيفة أيضًا على تحديث واجهة المستخدم لتمكين سِجِلّ زر وتعطيل إيقاف التسجيل زر. يشير هذا إلى توقف التسجيل.

تسجيل وعرض مقاطع الفيديو

قم بإنشاء وظيفة تقوم باستمرار بالتقاط الإطارات من الكاميرا ومعالجتها وعرضها على واجهة المستخدم الرسومية كموجز للكاميرا. وينبغي أن تفعل ذلك ما لم إيقاف التسجيل يتم الضغط على الزر.

defrecord_and_display():
global recording_stopped, update_camera
while video_writer andnot recording_stopped:
 ret, frame = cap.read()
if ret:
 frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)
# Calculate elapsed time and add it to the frame
 elapsed_time = time.time() - recording_start_time
 timestamp = f"Time Elapsed: {int(elapsed_time)}s"
 cv2.putText(frame, timestamp, (10, 30), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 
0.5, (255, 255, 255), 2)
 img = Image.fromarray(frame)
 photo = ImageTk.PhotoImage(image=img)
 camera_feed.config(image=photo)
 camera_feed.image = photo
 video_writer.write(frame)
 time.sleep(0.05)
 camera_feed.after(10, update_camera_feed) 

تقوم الوظيفة أيضًا بحساب الوقت المنقضي منذ بدء التسجيل وتعرضه على إطار الفيديو.

عرض الصور ومقاطع الفيديو الملتقطة

الآن بعد أن قمت بالتقاط الصور وتسجيل مقاطع الفيديو، فأنت بحاجة إلى طريقة لعرضها.

لعرض الصور، قم بإنشاء وظيفة تفتح الصورة وتعرضها في موجز الكاميرا. ويتم تحقيق ذلك عن طريق فتح الصورة باستخدام بيل، ثم تحويله إلى تنسيق ذلك com.tkinter يمكن عرض أداة تغذية الكاميرا وتحديثها أخيرًا بالصورة الجديدة.

defshow_image(image_path):
 image = Image.open(image_path)
 photo = ImageTk.PhotoImage(image=image)
 camera_feed.config(image=photo)
 camera_feed.image = photo

لعرض مقاطع الفيديو الملتقطة، قم بإنشاء وظيفة تفتح نافذة مشغل الفيديو حيث يمكن للمستخدم عرض مقاطع الفيديو المسجلة. كما أنه يوقف تحديثات موجز الكاميرا مؤقتًا أثناء تشغيل الفيديو.

defplay_video(video_path):
defclose_video_player():
 video_player.destroy()
global update_camera
 update_camera = True
global update_camera
 update_camera = False
 video_player = tk.Toplevel(root)
 video_player.title("Video Player")
 video_cap = cv2.VideoCapture(video_path)
defupdate_video_frame():
 ret, frame = video_cap.read()
if ret:
 frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)
 img = Image.fromarray(frame)
 photo = ImageTk.PhotoImage(image=img)
 video_label.config(image=photo)
 video_label.image = photo
# Get the actual frame rate of the video
 frame_rate = video_cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
 delay = int(1000 / frame_rate)
 video_player.after(delay, update_video_frame) 
else:
 video_player.destroy()
 video_label = tk.Label(video_player)
 video_label.pack()
 update_video_frame()
 video_player.protocol("WM_DELETE_WINDOW", close_video_player)

يضمن الإيقاف المؤقت لتحديثات تغذية الكاميرا تجربة مشاهدة سلسة.

إنشاء صورة مصغرة للفيديو وفتح المعرض

قم بإنشاء وظيفة من شأنها إنشاء صورة مصغرة لمقطع فيديو معين. وهذا سيسهل على المستخدمين تحديد الفيديو الذي يهمهم.

defcreate_video_thumbnail(video_path):
 video_cap = cv2.VideoCapture(video_path)
 ret, frame = video_cap.read()
if ret:
 frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)
 thumbnail = Image.fromarray(frame).resize((100, 100))
 thumbnail_photo = ImageTk.PhotoImage(image=thumbnail)
return thumbnail_photo, os.path.basename(video_path) 
returnNone, None

بعد ذلك، قم بإنشاء وظيفة تقوم بتشغيل مقطع فيديو عندما ينقر المستخدم على الصورة المصغرة للفيديو في نافذة المعرض:

defplay_video_from_thumbnail(video_path):
 play_video(video_path)

ثم قم بإنشاء وظيفة تنشئ نافذة جديدة حيث يمكن للمستخدم عرض الصور ومقاطع الفيديو الملتقطة.

defopen_gallery():
global update_camera
 update_camera = False
 gallery_window = tk.Toplevel(root)
 gallery_window.title("Gallery")
defback_to_camera():
 gallery_window.destroy()
global update_camera
# Resume updating the camera feed
 update_camera = True
 back_button = tk.Button(gallery_window, text="Back to Camera", 
 command=back_to_camera)
 back_button.pack()
 gallery_dir = "gallery"
 image_files = [f for f in os.listdir(gallery_dir) if f.endswith(".jpg")]
 video_files = [f for f in os.listdir(gallery_dir) if f.endswith(".mp4")]
# Clear the existing image_thumbnails and video_thumbnails lists
del image_thumbnails[:]
del video_thumbnails[:]
for image_file in image_files:
 image_path = os.path.join(gallery_dir, image_file)
 thumbnail = Image.open(image_path).resize((100, 100))
 thumbnail_photo = ImageTk.PhotoImage(image=thumbnail)
 image_name = os.path.basename(image_file)
defshow_image_in_gallery(img_path, img_name):
 image_window = tk.Toplevel(gallery_window)
 image_window.title("Image")
 img = Image.open(img_path)
 img_photo = ImageTk.PhotoImage(img)
 img_label = tk.Label(image_window, image=img_photo)
 img_label.image = img_photo
 img_label.pack()
 img_label_name = tk.Label(image_window, text=img_name)
 img_label_name.pack()
 thumbnail_label = tk.Label(gallery_window, image=thumbnail_photo)
 thumbnail_label.image = thumbnail_photo
 thumbnail_label.bind("", lambda event, 
 img_path=image_path, 
 img_name=image_name: 
 show_image_in_gallery(img_path, img_name))
 thumbnail_label.pack()
 image_thumbnails.append(thumbnail_photo) 
# Display the image filename below the thumbnail
 image_name_label = tk.Label(gallery_window, text=image_name)
 image_name_label.pack()
for video_file in video_files:
 video_path = os.path.join(gallery_dir, video_file)
# Create a video thumbnail and get the filename
 thumbnail_photo, video_name = create_video_thumbnail(video_path)
if thumbnail_photo:
 video_thumbnail_button = tk.Button(
 gallery_window,
 image=thumbnail_photo,
 command=lambda path=video_path: play_video_from_thumbnail(path)
 )
 video_thumbnail_button.pack()
# Store the video thumbnail PhotoImage objects
 video_thumbnails.append(thumbnail_photo) 
# Display the video filename below the thumbnail
 video_name_label = tk.Label(gallery_window, text=video_name)
 video_name_label.pack()

يتم إنشاء الصور المصغرة لكل من الصور ومقاطع الفيديو. هذا يعني أنه يمكنك النقر عليها لعرض الصورة بالحجم الكامل أو تشغيل الفيديو.

إنشاء واجهة المستخدم الرئيسية لتطبيقك

ابدأ بإنشاء الرئيسي com.tkinter نافذة التطبيق ثم أعطه عنوانا.

root = tk.Tk()
root.title("Camera Application")

ثم قم بتهيئة المتغيرات المطلوبة.

video_writer = None
recording_start_time = 0# Initialize recording start time
recording_stopped = False# Initialize recording_stopped flag

ثم قم بإنشاء أزرار لمختلف الإجراءات.

capture_button = tk.Button(root, text="Capture", command=capture_image)
record_button = tk.Button(root, text="Record", command=start_recording)
stop_button = tk.Button(root, text="Stop Recording", command=stop_recording)
gallery_button = tk.Button(root, text="Gallery", command=open_gallery)
quit_button = tk.Button(root, text="Quit", command=root.quit)

استخدم مدير تخطيط الشبكة لتنظيم الأزرار في النافذة الرئيسية.

capture_button.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)
record_button.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)
stop_button.grid(row=0, column=2, padx=10, pady=10)
gallery_button.grid(row=0, column=3, padx=10, pady=10)
quit_button.grid(row=0, column=4, padx=10, pady=10)

قم بإنشاء عنصر واجهة مستخدم لعرض موجز الكاميرا وتهيئته.

camera_feed = tk.Label(root)
camera_feed.grid(row=1, column=0, columnspan=5)
cap = cv2.VideoCapture(0)

بعد ذلك، قم بإنشاء وظيفة تعمل باستمرار على تحديث موجز الكاميرا المعروض في ملف com.tkinter نافذة او شباك.

defupdate_camera_feed():
if update_camera:
ifnot video_writer:
 ret, frame = cap.read()
if ret:
 frame = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2RGB)
 img = Image.fromarray(frame)
 photo = ImageTk.PhotoImage(image=img)
 camera_feed.config(image=photo)
 camera_feed.image = photo
 root.after(10, update_camera_feed)
update_camera_feed()

أخيرًا، ابدأ الرئيسي com.tkinter حلقة الحدث.

root.mainloop()

هذه الحلقة مسؤولة عن التعامل مع تفاعلات المستخدم.

اختبار ميزات التطبيق

يوضح هذا الفيديو العديد من ميزات التطبيق:

شحذ مهاراتك في بايثون باستخدام OpenCV

يهيمن OpenCV عندما يتعلق الأمر برؤية الكمبيوتر. إنه يعمل مع الكثير من المكتبات المختلفة مما يتيح لك إنشاء العديد من المشاريع الرائعة. يمكنك استخدامه مع بايثون لممارسة مهاراتك في البرمجة وصقلها.