用 Python 监控 NASA TV 直播画面

 本文分享一个名为"Spacestills"的播画开源程序，它可以用于查看 NASA TV 的播画直播画面（静止帧）。

演示地址：

https://replit.com/@PaoloAmoroso/spacestills

在Replit上运行的播画Spacestills主窗口

这是一个具有GUI的简单系统，它访问feed流并从Web下载数据。播画该程序仅需350行代码，播画并依赖于一些开源的播画Python库。

关于程序

Spacestills会定期从feed流中下载NASA TV静止帧并将其显示在GUI中。播画

该程序可以校正帧的播画纵横比，并将其保存为PNG格式。播画它会自动下载最新的播画帧，并提供手动重新加载，播画禁用自动重新加载或更改下载频率的播画选项。

Spacestillsis是播画一个比较初级的版本，源码库但是播画它可以做一些有用的事情：捕获并保存NASA TV直播的太空事件图像。太空爱好者经常在社交网络或论坛共享他们从NASA TV手动获取的播画屏幕截图。Spacestills节省了使用屏幕捕获工具的时间，并保存了可供共享的图像文件。您可以在Replit上在线运行Spacestills。

开发环境

笔者用Replit开发了Spacestills。Replit是云上的开发，部署和协作环境，它支持包括Python在内的数十种编程语言和框架。作为Chrome操作系统和云计算爱好者，笔者非常喜欢Replit，因为它可以在浏览器中完全正常运行，无需下载或安装任何内容。

资源和依赖包

Spacestills依赖于一些外部资源和Python库。香港云服务器

 NASA TV feed 流

肯尼迪航天中心的网站上有一个页面，其中包含精选的NASA视频流，包括NASA电视公共频道。feed流显示最新的静止帧并自动更新。

每个feed都带有三种尺寸的帧，Spacestills依赖于具有704x408像素帧的最大NASA TV feed流。最大更新频率为每45秒一次。因此，检索最新的静止帧就像从feed流的URL下载JPEG图像一样简单。

原始图像被垂直拉伸，看起来很奇怪。因此，该程序可以通过压缩图像并生成未失真的16：9版本来校正纵横比。

 Python

因PySimpleGUI的原因需要安装 Python 3.6 版本。服务器租用

 第三方库

Pillow：图像处理

PySimpleGUI：GUI框架（Spacestills使用Tkinter后端）

Request：HTTP请求

完整代码 

from io import BytesIO  from datetime import datetime, timedelta  from pathlib import Path  import requests  from requests.exceptions import Timeout  from PIL import Image  import PySimpleGUI as sg FEED_URL = https://science.ksc.nasa.gov/shuttle/countdown/video/chan2large.jpg # Frame size without and with 16:9 aspect ratio correction  WIDTH = 704  HEIGHT = 480  HEIGHT_16_9 = 396 # Minimum, default, and maximum autoreload interval in seconds  MIN_DELTA = 45  DELTA = MIN_DELTA  MAX_DELTA = 300  class StillFrame():      """Holds a still frame.      The image is stored as a PNG PIL.Image and kept in PNG format.      Attributes      ----------          image : PIL.Image              A still frame          original : PIL.Image              Original frame with wchich the instance is initialized, cached in case of              resizing to the original size       Methods      -------          bytes : Return the raw bytes          resize : Resize the screenshot          new_size : Calculate new aspect ratio      """     def __init__(self, image):          """Convert the image to PNG and cache the converted original.          Parameters          ----------              image : PIL.Image                  Image to store          """          self.image = image          self._topng()          selfself.original = self.image      def _topng(self):          """Convert image format of frame to PNG.          Returns          -------              StillFrame                  Frame with image in PNG format          """          if not self.image.format == PNG:              png_file = BytesIO()              self.image.save(png_file, png)              png_file.seek(0)              png_image = Image.open(png_file)              self.image = png_image          return self     def bytes(self):          """Return raw bytes of a frame image.                Returns          -------              bytes                  Byte stream of the frame image          """          file = BytesIO()          self.image.save(file, png)          file.seek(0)          return file.read()      def new_size(self):          """Return image size toggled between original and 16:9.               Returns          -------              2-tuple                  New size          """          size = self.image.size          original_size = self.original.size          new_size = (WIDTH, HEIGHT_16_9) if size == original_size else (WIDTH, HEIGHT)          return new_size      def resize(self, new_size):          """Resize frame image.                Parameters          ----------              new_size : 2-tuple                  New size          Returns          -------              StillFrame                  Frame with image resized          """          if not(self.image.size == new_size):              selfself.image = self.image.resize(new_size)          return self def make_blank_image(size=(WIDTH, HEIGHT)):      """Create a blank image with a blue background.        Parameters      ----------          size : 2-tuple              Image size       Returns      -------          PIL.Image              Blank image      """      image = Image.new(RGB, sizesize=size, color=blue)      return image  def download_image(url):      """Download current NASA TV image.      Parameters      ----------          url : str              URL to download the image from        Returns      -------          PIL.Image              Downloaded image if no errors, otherwise blank image      """      try:          response = requests.get(url, timeout=(0.5, 0.5))          if response.status_code == 200:              image = Image.open(BytesIO(response.content))         else:              image = make_blank_image()      except Timeout:          image = make_blank_image()      return image def refresh(window, resize=False, feed=FEED_URL):      """Display the latest still frame in window.         Parameters      ----------          window : sg.Window              Window to display the still to          feed : string              Feed URL         Returns      -------          StillFrame              Refreshed screenshot      """      still = StillFrame(download_image(feed))      if resize:          still = change_aspect_ratio(window, still, new_size=(WIDTH, HEIGHT_16_9))      else:          window[-IMAGE-].update(data=still.bytes())      return still  def change_aspect_ratio(window, still, new_size=(WIDTH, HEIGHT_16_9)):      """Change the aspect ratio of the still displayed in window.       Parameters      ----------          window : sg.Window              Window containing the still          new_size : 2-tuple              New size of the still        Returns      -------          StillFrame              Frame containing the resized image      """      resized_still = still.resize(new_size)      window[-IMAGE-].update(data=resized_still.bytes())      return resized_still  def save(still, path):      """Save still to a file.      Parameters      ----------          still : StillFrame              Still to save          path : string              File name       Returns      -------          Boolean              True if file saved with no errors      """      filename = Path(path)      try:          with open(filename, wb) as file:              file.write(still.bytes())          saved = True      except OSError:          saved = False      return saved  def next_timeout(delta):      """Return the moment in time right now + delta seconds from now.      Parameters      ----------          delta : int              Time in seconds until the next timeout       Returns      -------          datetime.datetime              Moment in time of the next timeout      """      rightnow = datetime.now()      return rightnow + timedelta(seconds=delta) def timeout_due(next_timeout):      """Return True if the next timeout is due.      Parameters      ----------          next_timeout : datetime.datetime        Returns      -------          bool              True if the next timeout is due      """      rightnow = datetime.now()      return rightnow >= next_timeout   def validate_delta(value):      """Check if value is an int within the proper range for a time delta.      Parameters      ----------          value : int              Time in seconds until the next timeout         Returns      -------          int              Time in seconds until the next timeout          bool              True if the argument is a valid time delta      """      isinteger = False      try:          isinteger = type(int(value)) is int      except Exception:          delta = DELTA      delta = int(value) if isinteger else delta      isvalid = MIN_DELTA <= delta <= MAX_DELTA      deltadelta = delta if isvalid else DELTA      return delta, isinteger and isvalid  LAYOUT = [[sg.Image(key=-IMAGE-)],            [sg.Checkbox(Correct aspect ratio, key=-RESIZE-, enable_events=True),             sg.Button(Reload, key=-RELOAD-),             sg.Button(Save, key=-SAVE-),             sg.Exit()],            [sg.Checkbox(Auto-reload every (seconds):, key=-AUTORELOAD-,                         default=True),             sg.Input(DELTA, key=-DELTA-, size=(3, 1), justification=right),             sg.Button(Set, key=-UPDATE_DELTA-)]]  def main(layout):      """Run event loop."""      window = sg.Window(Spacestills, layout, finalize=True)      current_still = refresh(window)      delta = DELTA      next_reload_time = datetime.now() + timedelta(seconds=delta)      while True:          event, values = window.read(timeout=100)          if event in (sg.WIN_CLOSED, Exit):              break          elif ((event == -RELOAD-) or                  (values[-AUTORELOAD-] and timeout_due(next_reload_time))):              current_still = refresh(window, values[-RESIZE-])              if values[-AUTORELOAD-]:                  next_reload_time = next_timeout(delta)          elif event == -RESIZE-:              current_still = change_aspect_ratio(                  window, current_still, current_still.new_size())          elif event == -SAVE-:              filename = sg.popup_get_file(                  File name, file_types=[(PNG, *.png)], save_as=True,                  title=Save image, default_extension=.png)              if filename:                  savesaved = save(current_still, filename)                  if not saved:                      sg.popup_ok(Error while saving file:, filename, title=Error)          elif event == -UPDATE_DELTA-:              # The current cycle should complete at the already scheduled time. So              # dont update next_reload_time yet because itll be taken care of at the              # next -AUTORELOAD- or -RELOAD- event.              delta, valid = validate_delta(values[-DELTA-])              if not valid:                  window[-DELTA-].update(str(DELTA))      window.close()     del window  if __name__ == __main__:      main(LAYOUT)