90行python代码让微信开屏地球转起来，太酷了！

红太狼 2023-02-20 13:38 22阅读 0赞

## 前言 ##

本文的文字及图片来源于网络,仅供学习、交流使用,不具有任何商业用途,版权归原作者所有,如有问题请及时联系我们以作处理。

作者：xiaorang

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## 微信地球 ##

手机重启后打开微信的一瞬间，会看到一幅有名的图片，上面站着一个张小龙。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlaTM0Nzc5NTc5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
你可曾想过这样一个问题，`如果上面那个地球转起来会是怎样？`

## 效果图 ##

![在这里插入图片描述][20200627150530492.gif]  
效果简直不要太酷炫，我只能直呼太牛逼！那么这样一个酷炫的操作是怎么做出来的呢？我们接着往下看。

## 素材准备 ##

这里共需要准备三个素材：1.地球表面素材；2.云图素材；3.微信地球的抠图素材。

1）地球表面素材  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlaTM0Nzc5NTc5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
2）云图素材  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlaTM0Nzc5NTc5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
3）微信地球的抠图素材  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlaTM0Nzc5NTc5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

## 基本原理 ##

基本的贴图方法在本博前面的文章《用python实现旋转地球》中讲过了，具体可以参考下面的链接，这里重点讲双层素材的动态效果。云图是灰度图，白色地方代表云层厚，黑色的地方代表那里云层薄，我们根据颜色设置不同的透明度。

如果云图与地面的选择速度相同，会显得不自然，我们这里让云层旋转速度比地面旋转速度慢一半，产生相对运动的效果。

这样带来的问题是，地球旋转360°后云图只旋转了180°，必须加倍到720°才能实现连续运动。

具体的云层透明度设置，参数需根据实际效果进行调整。

## GIF压缩 ##

顺便给大家介绍一个比较好用的压缩GIF的在线工具，链接如下。

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

直接生成的GIF动图有超过传输限制，无法上传，用此工具压缩后文件体积大幅缩小，但图片效果没有肉眼可以察觉的影响。

## 完整代码 ##

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('世界地球日地图_8K_2.jpg')
        imgCloud= Image.open('世界地球云地图_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 r<circleSize/2:
                    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)

[python]: https://jq.qq.com/?_wv=1027&k=ThcV4SNF
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlaTM0Nzc5NTc5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200627150457704.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ZlaTM0Nzc5NTc5MA==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20200627150530492.gif]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200627150530492.gif
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