Python使用PyQT製作視頻播放器

最近研究了Python的兩個GUI包，Tkinter和PyQT。這兩個GUI包的底層分別是Tcl/Tk和QT。相比之下，我覺得PyQT使用起來更加方便，功能也相對豐富。這一篇用PyQT實現一個視頻播放器，並藉此來說明PyQT的基本用法。

視頻播放器

先把已經完成的代碼放出來。代碼基於Python 3.5：

<code>import time
import sys

from PyQt4 import QtGui, QtCore
from PyQt4.phonon import Phonon


class PollTimeThread(QtCore.QThread):
    """
    This thread works as a timer.
    """
    update = QtCore.pyqtSignal()

    def __init__(self, parent):
        super(PollTimeThread, self).__init__(parent)

    def run(self):
        while True:
            time.sleep(1)
            if self.isRunning():
                # emit signal
                self.update.emit()
            else:
                return

class Window(QtGui.QWidget):
    def __init__(self):
        QtGui.QWidget.__init__(self)

        # media
        self.media = Phonon.MediaObject(self)
        self.media.stateChanged.connect(self.handleStateChanged)
        self.video = Phonon.VideoWidget(self)
        self.video.setMinimumSize(200, 200)
        self.audio = Phonon.AudioOutput(Phonon.VideoCategory, self)
        Phonon.createPath(self.media, self.audio)
        Phonon.createPath(self.media, self.video)

        # control button 

        self.button = QtGui.QPushButton('選擇文件', self)
        self.button.clicked.connect(self.handleButton)

        # for display of time lapse
        self.info = QtGui.QLabel(self)

        # layout
        layout = QtGui.QGridLayout(self)
        layout.addWidget(self.video, 1, 1, 3, 3)
        layout.addWidget(self.info, 4, 1, 1, 3)
        layout.addWidget(self.button, 5, 1, 1, 3)

        # signal-slot, for time lapse
        self.thread = PollTimeThread(self)
        self.thread.update.connect(self.update)

    def update(self):
        # slot
        lapse = self.media.currentTime()/1000.0
        self.info.setText("%4.2f 秒" % lapse)

    def startPlay(self):
        if self.path:
            self.media.setCurrentSource(Phonon.MediaSource(self.path))

            # use a thread as a timer
            self.thread = PollTimeThread(self)
            self.thread.update.connect(self.update)
            self.thread.start()
            self.media.play()

    def handleButton(self):
        if self.media.state() == Phonon.PlayingState:
            self.media.stop()
            self.thread.terminate()
        else:
            self.path = QtGui.QFileDialog.getOpenFileName(self, self.button.text())
            self.startPlay()

    def handleStateChanged(self, newstate, oldstate):
        if newstate == Phonon.PlayingState:
            self.button.setText('停止')
        elif (newstate != Phonon.LoadingState and
              newstate != Phonon.BufferingState):
            self.button.setText('選擇文件')
            if newstate == Phonon.ErrorState:
                source = self.media.currentSource().fileName()
                print ('錯誤：不能播放：', source.toLocal8Bit().data())
                print ('  %s' % self.media.errorString().toLocal8Bit().data()) 



if __name__ == '__main__':
    app = QtGui.QApplication(sys.argv)
    app.setApplicationName('視頻播放')
    window = Window()
    window.show()
    sys.exit(app.exec_())/<code>

代碼實現了一個有GUI窗口的應用，用來播放視頻文件。視頻播放利用了PyQT中的Phonon模塊。此外，還有一個進程每隔一秒發出一個信號。窗口在接收到信號後，更新視頻播放的時間。這個應用的效果如下：

測試運行環境為Mac OSX El Capitan。

視圖部分

寫完這個代碼之後，我發現這個代碼雖然簡單，但涉及了幾個重要機制，可以用PyQT的練習題。下面對代碼進行一些簡要的說明，首先是主程序部分：

<code>app = QtGui.QApplication(sys.argv)
...
window = Window()
window.show()
sys.exit(app.exec_())/<code>

在PyQT程序中，QApplication是最上層的對象，指代整個GUI應用。我們在程序的一開始創建了一個應用對象，在程序最後調用exec_()來運行這個應用。sys.exit()用來要求應用的主循環結束後乾淨地退出程序。PyQT程序的開始和結尾都是類似的固定套路。關鍵就在於其間定義的QWidget對象。

我們自定義的Window類繼承自QWidget。其實QWidget是所有用戶界面對象的基類，並不單單指代一個窗口。表格、輸入框、按鈕都繼承自QWidget。在一個Window對象中，我們還組合有QPushButton和QLabel這樣的對象，分別代表一個按鈕和一個文本框。它們通過QGridLayout的方式，佈局在Window的界面上，即下面一部分代碼：

<code># layout
layout = QtGui.QGridLayout(self)
...
layout.addWidget(self.info, 4, 1, 1, 3)
layout.addWidget(self.button, 5, 1, 1, 3)/<code>

QGridLayout把界面分成網格，並把某個視圖對象附著在特定的網格位置。比如說，addWidget()(self.info, 4, 1, 1, 3)表示把一個文本框對象放在第4排、第1列的位置。該文本框縱向將佔據1排，橫向佔據3列。這樣，上下層視圖的位置關係就通過佈局確定了下來。除了網格式的佈局，PyQT還支持其他形式的佈局，如橫向堆砌、縱向堆砌等等，可以進一步瞭解。

除了QWidget，PyQT還提供了常用的對話框，如：

<code>self.path = QtGui.QFileDialog.getOpenFileName(self, self.button.text())/<code>

這裡的QFileDialog對話框用於選擇文件。對話框將訪問所選文件的路徑。除了文件選擇，對話框還有確認對話框、文件輸入對話框、色彩對話框。這些對話框實現了不少常用的GUI輸入功能。通過利用這些對話框，可以減少程序員從頭開發的工作量。

多線程

GUI界面的主線程通常留給應用做主循環。其他的很多工作要通過其他的線程來完成。PyQT多線程編程很簡單，只需要重寫QThread的run()方法就可以了：

<code>class PollTimeThread(QtCore.QThread):
    def __init__(self, parent):
        super(PollTimeThread, self).__init__(parent)

    def run(self):
        .../<code>

創建線程後，只需要調用start()方法，就可以運行：

<code>self.thread = PollTimeThread()
...
self.thread.start()       # 啟動線程
...
self.thread.terminate()   # 終止線程/<code>

信號與槽

GUI經常要用到異步處理。比如說點擊某個按鈕，然後調用相應的回調函數。QT的“信號與槽”(signal-slot)機制就是為了解決異步處理問題。我們在線程中創建了信號，並通過emit()方法來發出信號：

<code>class PollTimeThread(QtCore.QThread):
    """
    This thread works as a timer.
    """
    update = QtCore.pyqtSignal()

    def __init__(self, parent):
        super(PollTimeThread, self).__init__(parent)

    def run(self):
        while True:
            time.sleep(1)
            if self.isRunning():
                # emit signal
                self.update.emit()
            else:
                return/<code>

有了信號，我們就可以給該信號連接到一個“槽”，其實就是對應於該信號的回調函數：

<code>self.thread.update.connect(self.update)/<code>

每當信號被髮出時，“槽”就會被調用。在這個例子中，就是更新視頻播放時間。QT中的“信號與槽”是普遍存在的機制。一些組建如按鍵，預設了“點擊”這樣的信號，可以直接對應到“槽”。如代碼中的：

<code>self.button.clicked.connect(self.handleButton)/<code>

此外，Phonon是一個很好用的多媒體模塊，使用方法也很簡單，可以參考代碼本身，這裡不再贅述。

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關鍵字: Python 視頻 Qt