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news 2025/8/9 12:42:40

ps做旅游网站,域名注册商有哪些,python 做网站怎样,社交网站开发难度最近因为工作需要，在ubuntu上开发了一个拍照程序。为了找到合适的功能研究了好几种实现方式，在这里记录一下。目录太长不看版探索过程 v4l2 QT opencv4.2 打开摄像头为什么不直接打开第一个视频节点获取所有分辨率切换摄像头太长不看…

最近因为工作需要，在ubuntu上开发了一个拍照程序。

为了找到合适的功能研究了好几种实现方式，在这里记录一下。

太长不看版

探索过程

v4l2

opencv4.2

打开摄像头

为什么不直接打开第一个视频节点

获取所有分辨率

切换摄像头

太长不看版

技术：python3.8+opencv4.2+tkinter

支持的功能如下：

预览
切换摄像头
切换分辨率
拍照（点击拍照之后，照片会显示在右边）

实现代码在这里：

import tkinter as tk
import cv2
from PIL import Image, ImageTk
import tkinter.messagebox as messagebox
import sys
import os# Initialize window
root = tk.Tk()
root.title("UVC Camera")
root.geometry("1700x700")# Detect available cameras
camera_indexes = []
for i in range(10):cap = cv2.VideoCapture(i)if not cap.isOpened():continuecamera_indexes.append(i)cap.release()print("Available cameras:", camera_indexes)# Show error message if no camera is available
if len(camera_indexes) == 0:messagebox.showerror("Error", "Can't find the camera")sys.exit(0)# Show error message if camera cannot be opened
try:camera = cv2.VideoCapture(camera_indexes[0])  # Open the first detected camera by defaultcamera.set(6, cv2.VideoWriter_fourcc('M', 'J', 'P', 'G')) 
except:messagebox.showerror("Error", "The camera won't open, the equipment is damaged or the contact is bad.")sys.exit(0)# Detect available resolutions
res_options = []
width = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
height = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
res_options.append([width, height])for j in range(30):old_width = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))old_height = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))camera.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, width+j*100)camera.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, height+j*100)new_width = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))new_height = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))if new_width != old_width:res_options.append([new_width, new_height])print("Available resolutions:", res_options)# Set the lowest resolution as the default
camera.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, res_options[0][0])
camera.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, res_options[0][1])# Button callback functionsdef on_capture():home_dir = os.path.expanduser('~')cv2.imwrite(home_dir + "/capture.png", img)# Resize the image while maintaining the aspect ratiocv2image = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGBA)current_image = Image.fromarray(cv2image)w, h = current_image.sizeratio = min(850.0 / w, 638.0 / h)current_image = current_image.resize((int(ratio * w), int(ratio * h)), Image.ANTIALIAS)imgtk = ImageTk.PhotoImage(image=current_image)photo_panel.imgtk = imgtkphoto_panel.config(image=imgtk)messagebox.showinfo("Info", "Photo taken successfully")def on_switch_res(value):global cameracamera.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, value[0])camera.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, value[1])def on_switch_cam(value):global camera# print("切换摄像头")# print("选择的值是: ", str(value))# 结束预览root.after_cancel(video_loop_id)camera.release()# 创建新的捕捉对象并打开摄像头camera = cv2.VideoCapture(value)camera.set(6, cv2.VideoWriter_fourcc('M', 'J', 'P', 'G')) if not camera.isOpened():messagebox.showerror("Error", "The camera cannot be turned on.")sys.exit()on_video_loop()def on_video_loop():global img,video_loop_idsuccess, img = camera.read() # 从摄像头读取照片if success:cv2.waitKey(10)cv2image = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGBA) # 转换颜色从BGR到RGBAcurrent_image = Image.fromarray(cv2image)        # 将图像转换成Image对象# 等比缩放照片w,h = current_image.sizeratio = min(850.0/w, 600.0/h)current_image = current_image.resize((int(ratio * w), int(ratio * h)), Image.ANTIALIAS)imgtk = ImageTk.PhotoImage(image=current_image)video_panel.imgtk = imgtkvideo_panel.config(image=imgtk)video_loop_id = root.after(1, on_video_loop)video_panel = tk.Label(root)
photo_panel = tk.Label(root)video_panel.grid( # 左上居中对齐row=0, column=0, columnspan=4, padx=20, pady=20, sticky=tk.NW
)photo_panel.grid( # 右上居中对齐row=0, column=4, columnspan=2,sticky=tk.EW, padx=20, pady=20
)# 摄像头标签+下拉框
label3 = tk.Label(root, text="Select camera")
label3.grid(row=1, column=0, sticky="E", padx=10, pady=10)variable1 = tk.StringVar(root)
variable1.set(camera_indexes[0])
cam_dropdown = tk.OptionMenu(root, variable1, *camera_indexes, command=on_switch_cam)
cam_dropdown.grid(row=1, column=1, sticky="W", padx=10, pady=10)# 分辨率标签+下拉框
label4 = tk.Label(root, text="Select resolution")
label4.grid(row=1, column=2, sticky="E", padx=10, pady=10)variable2 = tk.StringVar(root)
variable2.set(res_options[0])
res_dropdown = tk.OptionMenu(root, variable2, *res_options, command=on_switch_res)
res_dropdown.grid(row=1, column=3, sticky="W", padx=10, pady=10)# 拍照和退出按钮
capture_button = tk.Button(root, text="Take a picture", command=on_capture)
capture_button.grid(row=1, column=4, padx=10, pady=10)exit_button = tk.Button(root, text="Quit", command=root.quit)
exit_button.grid(row=1, column=5, padx=10, pady=10)# 一些页面设置
root.grid_columnconfigure(0, weight=1)
root.grid_columnconfigure(1, weight=1)
root.grid_columnconfigure(2, weight=1)
root.grid_columnconfigure(3, weight=1)
root.grid_columnconfigure(4, weight=2)
root.grid_columnconfigure(5, weight=2)
root.grid_rowconfigure(0, weight=13)
root.grid_rowconfigure(1, weight=1)on_video_loop()
root.mainloop()

探索过程

v4l2

一开始在网上找到的其实是拍照程序是v4l2的，纯c接口。

不过这个相机需要预览，v4l2接口虽然拍照正常但是没法预览，所以放弃了这套方案。

相关内容记录在：V4L2 零基础入门（一）——打开摄像头和获取摄像头基本信息_v4l2摄像头采集-CSDN博客

QT

查看资料发现QT有封装摄像头相关的接口，在qtcreator里可以直接找到。

这个demo的功能很齐全，拍照，录像都有，不过有个致命问题，高分辨率的时候预览卡的太厉害，简直卡成ppt。

opencv4.2

为了解决预览卡顿的问题，开始查找其他的方案，最终找到了Python调用opencv接口。

这套方案在高分辨率下的预览也很流畅。

实现的代码我放在一开头啦，有问题欢迎评论区。

在这边解释一些实现的细节。

打开摄像头

我这里是先打开前10个视频节点，10是为了处理同时连接多个摄像头的情况（一个摄像头有1或者2个节点）。

~~10这个数是随便选的，可以改成其他的数~~

循环前10个节点，看哪个节点能被打开，把能打开的序号存储在数组里。

最后打开数组里存储的第一个节点，并设置照片格式为mjpg。

# Detect available cameras
camera_indexes = []
for i in range(10):cap = cv2.VideoCapture(i)if not cap.isOpened():continuecamera_indexes.append(i)cap.release()print("Available cameras:", camera_indexes)# Show error message if no camera is available
if len(camera_indexes) == 0:messagebox.showerror("Error", "Can't find the camera")sys.exit(0)# Show error message if camera cannot be opened
try:camera = cv2.VideoCapture(camera_indexes[0])  # Open the first detected camera by defaultcamera.set(6, cv2.VideoWriter_fourcc('M', 'J', 'P', 'G')) 
except:messagebox.showerror("Error", "The camera won't open, the equipment is damaged or the contact is bad.")sys.exit(0)

为什么不直接打开第一个视频节点

这里解释一下，为什么绕这么大弯，挨个找哪个节点能打开。

一般来说，直接打开第一个视频节点一般都不会有问题。

#直接打开第一个视频节点，代码会是这种形式
camera = cv2.VideoCapture(0)

但是可能出现这样一种情况，即先连接了两个摄像头，此时视频设备的节点编号分别为1和2。

如果取下了视频设备的节点编号为1摄像头，再打开拍照程序，如果直接打开第一个节点会出现错误。

简单画的示意图如下：

获取所有分辨率

获取分辨率的流程有点复杂，先是通过CAP_PROP_FRAME_WIDTH和CAP_PROP_FRAME_HEIGHT获取最小的分辨率。

然后循环将当前已知的最大的分辨率的x和y分别+100，尝试这个分辨率在摄像头上能否设置成功。

如果设置成功，则记录改分辨率，在这个分辨率的的x和y基础上分别+100，重复这个过程。

我这里设置了循环30次，这个也是随意设置的，大家算一下能循环到摄像头的最大分辨率即可。

# Detect available resolutions
res_options = []
width = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
height = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
res_options.append([width, height])for j in range(30):# 前两行是获取当前分辨率old_width = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))old_height = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))camera.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, width+j*100)camera.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, height+j*100)new_width = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))new_height = int(camera.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))# 如果出现了新的可以设置成功的分辨率，保存下来if new_width != old_width:res_options.append([new_width, new_height])print("Available resolutions:", res_options)

这里可能会有个问题，如果x和y分别+100的所有分辨率都不是摄像头支持的怎么办呢？

其实摄像头设置分辨率是比较智能的，不需要完全匹配。

假如支持是分辨率是950*650，实际设置分辨率1000*700，这种差的不太远的，摄像头会自动识别成自己支持的分辨率950*650。（这只是个例子，实际差多少之内可以识别，没有详细测过）

切换摄像头

切换摄像头需要先把当前的预览停掉，释放当前的摄像头。

再重新打开摄像头，设置图片类型。

def on_switch_cam(value):global camera# print("切换摄像头")# print("选择的值是: ", str(value))# 结束预览root.after_cancel(video_loop_id)camera.release()# 创建新的捕捉对象并打开摄像头camera = cv2.VideoCapture(value)camera.set(6, cv2.VideoWriter_fourcc('M', 'J', 'P', 'G')) if not camera.isOpened():messagebox.showerror("Error", "The camera cannot be turned on.")sys.exit()on_video_loop()# 预览        
def on_video_loop():global img,video_loop_idsuccess, img = camera.read() # 从摄像头读取照片if success:cv2.waitKey(10)cv2image = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGBA) # 转换颜色从BGR到RGBAcurrent_image = Image.fromarray(cv2image)        # 将图像转换成Image对象# 等比缩放照片w,h = current_image.sizeratio = min(850.0/w, 600.0/h)current_image = current_image.resize((int(ratio * w), int(ratio * h)), Image.ANTIALIAS)imgtk = ImageTk.PhotoImage(image=current_image)video_panel.imgtk = imgtkvideo_panel.config(image=imgtk)video_loop_id = root.after(1, on_video_loop)