作者：辉小宝同学
微信公众号：R语言和Python学堂
熟悉R的朋友，肯定知道 animation包，它可将一系列用R绘制的静态图转化为各种格式的动图或视频(比如：gif, mp4, avi等格式)。事实上，它是通过R去调用一些图片或视频处理程序(比如：ImageMagick, GraphicsMagick, FFmpeg等)来实现这些功能的，因此如果要使用这些功能，相应外部程序也必须要安装。关于 animation包的详情可参考https://cran.r-project.org/web/packages/animation/。
由于 animation包只能将R绘制的静态图转化为动图，它不能处理外部图片以及gif动态图。因此我将在这篇博客教大家如何用R从gif中提取图片以及如何将外部图片制作成gif动态图，我将以下面的gif动图为例：
1. 下载ImageMagick
ImageMagick是一款功能强大、稳定而且免费开源的图片处理工具集，可以用来读、写和处理超过200种不同格式的图片文件，详情可参考其官网https://www.imagemagick.org。
这里我们也将通过R来调用ImageMagick来实现我们的功能。我们用的是ImageMagick的Windows portable版(便携版，也即免安装版)，我将安装压缩包已上传至百度网盘(包括32位和64位系统的，解压就可以用，无需安装)，你也可从官网下载https://www.imagemagick.org/script/download.php。
2. 从gif动图中提取每帧图片
在ImageMagick中可通过命令行模式来实现这个功能，其一般命令为convert test.gif-coalesce result_d.png。下面通过R来调用这个命令，我将其封装成一个叫 gif2frames()的函数，其各参数的意义见函数内部的注释：
gif2frames <- function(pathIn='',
pathOut='',
ImageMagick_path='',
frameFormat='png',
prefixFrame='/frame_d.'){
##### arguments
# pathIn: gif文件所在路径
# pathOut: 图片保存路径
# ImageMagick_path: ImageMagick convert命令所在路径
# frameFormat: 图片保存的格式类型
# prefixFrame: 图片文件名的格式
##### return
# None
if(!dir.exists(pathOut)) ##自动创建保存图片的文件夹
dir.create(pathOut)
command <- paste(ImageMagick_path, pathIn, '-coalesce', paste0(pathOut, prefixFrame, frameFormat))
#system('F:R_tutorials/gif/ImageMagick-7.0.8-64bit/convert test.gif -coalesce ./frames/frame_d.png')
system(command) ##调用外部的ImageMagick程序
}
从上面代码可知，最后我们通过R中的
system()函数来调用外部ImageMagick程序来实现所需功能。
来测试一下：
pathIn <- 'test.gif'
pathOut <- './frames/'
ImageMagick_path <- './ImageMagick-7.0.8-64bit/convert'
gif2frames(pathIn, pathOut, ImageMagick_path)
运行完上面代码后， test.gif动图中的每一帧都保存在 frames文件夹下，如下图：
用R提取gif中的每帧图片就算实现了，是不是很简单！！！
3. 制作gif
下面我将使用上一步提取到的图片(即 frames文件夹下的170帧图片)为例，来介绍如何制作gif，这可以看作为上一步的逆过程。我也将其封装成一个叫 frames2gif的函数：
frames2gif <- function(pathIn='',
pathOut='',
ImageMagick_path='',
resize_ratio=1,
delay=40,
frameFormat='png',
everyFrame=1){
##### arguments
# pathIn: 图片所在路径
# pathOut: 生成的gif所保存的路径
# ImageMagick_path: ImageMagick convert命令所在路径
# resize_ratio: 调节gif的尺寸，默认为1。如果为0.5，gif的长度和宽度将是图片尺寸的一半
# delay: 设置帧与帧之间的时间间隔，默认为40(表示0.4s)。如果为200,那么时间间隔即为2s
# frameFormat: 图片的格式
# everyFrame: 如果为3，只使用pathIn文件夹下的第1, 4, 7，10，13帧，.....图片来制作gif，默认使用所有图片
##### return
# None
## create temp dir to store frames used to create gif.
tempdir <- paste0(pathIn, '/temp')
dir.create(tempdir)
files <- list.files(pathIn, pattern=paste0('*.', frameFormat), recursive=FALSE, full.names=TRUE)
index <- seq(1, length(files), by=everyFrame)
file.copy(files[index], tempdir)
command <- paste(ImageMagick_path,
'-resize', paste0(as.integer(100L*resize_ratio), '%'),
'-delay', delay,
paste0(tempdir,'/*.', frameFormat),
pathOut)
#system('F:R_tutorials/gif/ImageMagick-7.0.8-64bit/convert -resize 90% -delay 40 *.png result.gif')
system(command)
## delete temp dir
unlink(tempdir, recursive=TRUE, force=TRUE)
}
来测试一下：
1. 设置 delay参数为 2(也即帧与帧之间的时间间隔为0.02s)，使动画变得更快。
pathIn <- './frames/'
pathOut <- 'fast.gif'
ImageMagick_path <- './ImageMagick-7.0.8-64bit/convert'
frames2gif(pathIn, pathOut,
ImageMagick_path,
delay=2)
结果如下图：
2. 设置 resize_ratio参数为 0.5，使动画尺寸大小变为原来的一半。
pathOut <- 'small.gif'
frames2gif(pathIn, pathOut,
ImageMagick_path,
resize_ratio=0.5,
delay=4)
结果如下图：
3. 设置 everyFrame参数为 2，使动画的总帧数变为原来的1/2。
pathOut <- 'small_frames.gif'
frames2gif(pathIn, pathOut,
ImageMagick_path,
everyFrame=2,
delay=4)
结果如下图：
从上图可知，减少动画总帧数，其效果相当于缩短动画时间。
通过以上三个例子，我们知道如何使用 frames2gif()函数来制作gif动图了。
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助。如果觉得文章不错，动手转发支持一下哦！
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