Python | OpenCV 影片讀取與播放

📚 前言

在上一篇 圖片儲存與格式轉換 中，我們學會了如何儲存圖片並進行格式轉換。
這一篇要進一步學習 影片讀取與播放，理解影片其實就是一連串影格（frames）的集合。

🎨 範例影片

• 來源：Pexels，屬於無版權影片，可自由下載與使用。
• 內容：影片呈現一個終端機畫面，長度約 2 秒，適合作為 OpenCV 測試範例。
• 下載後將檔名改為 sample.mp4，放到專案的 assets/ 目錄下。

🎥 使用 VideoCapture 讀取影片

OpenCV 提供 cv2.VideoCapture() 來讀取影片檔或開啟攝影機。官方文件

語法：​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​​‌‌​​‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​‌​​​‌‌​‌‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​​‌​​‌‌​​​‌​​‌‌​​​‌​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​‌​​‌‌​​‌​‌​‌‌​​​​‌​‌‌​​‌​​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​‌‌​​‌‌​‌​​‌​‌‌​​‌​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌‌

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cap = cv2.VideoCapture("assets/sample.mp4")   # 讀取影片檔案
cap = cv2.VideoCapture(0)                     # 讀取攝影機 (0 代表第一個鏡頭)

• 字串參數：影片檔案路徑。
• 數字參數：攝影機編號。

👉 在 Windows 環境下，若遇到錯誤可加上 cv2.CAP_DSHOW：

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cap = cv2.VideoCapture(0, cv2.CAP_DSHOW)

🖼️ 播放影片逐幀顯示

使用 cap.read() 讀取影片的每一幀 (frame)，並用 imshow() 顯示：

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# read_video.py
import cv2

cap = cv2.VideoCapture("assets/sample.mp4")

if not cap.isOpened():
    print("Cannot open video")
    exit()

while True:
    ret, frame = cap.read()   # 讀取一幀
    if not ret:
        print("End of video or read error")
        break

    cv2.imshow("Video", frame)

    # 按下 q 鍵結束播放
    if cv2.waitKey(25) == ord('q'):
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

圖：逐幀播放影片，按下 q 鍵結束，或是等影片結束​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​​‌‌​​‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​‌​​​‌‌​‌‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​​‌​​‌‌​​​‌​​‌‌​​​‌​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​‌​​‌‌​​‌​‌​‌‌​​​​‌​‌‌​​‌​​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​‌‌​​‌‌​‌​​‌​‌‌​​‌​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌‌

🌈 顏色轉換 (cvtColor)

可以在播放過程中轉換顏色，例如轉成灰階：

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# read_video_gray.py
import cv2

cap = cv2.VideoCapture("assets/sample.mp4")

if not cap.isOpened():
    print("Cannot open video")
    exit()

while True:
    ret, frame = cap.read()   # 讀取一幀
    if not ret:
        print("End of video or read error")
        break

    gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)  # 轉換成灰階
    cv2.imshow("Gray Video", gray)

    # 按下 q 鍵結束播放
    if cv2.waitKey(25) == ord('q'):
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

圖：即時攝影機圖片轉換為灰階顯示

👉 提示：waitKey() 的參數通常設為 1000/FPS，能讓播放速度更接近原始影片。​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​​‌‌​​‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​‌​​​‌‌​‌‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​​‌​​‌‌​​​‌​​‌‌​​​‌​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​‌​​‌‌​​‌​‌​‌‌​​​​‌​‌‌​​‌​​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​‌‌​​‌‌​‌​​‌​‌‌​​‌​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌‌

🔧 影片屬性與隨機存取

除了逐幀播放，也能讀取影片屬性，甚至跳到指定影格：

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# video_properties.py
import cv2

cap = cv2.VideoCapture("assets/sample.mp4")

# 取得影片的基本資訊
fps = cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)                 # 每秒幀數 (Frames Per Second)
frame_count = cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT) # 總幀數
width  = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH)) # 影片寬度 (像素)
height = int(cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))# 影片高度 (像素)

print(f"FPS: {fps}, Frames: {frame_count}, Size: {width}x{height}")

# 跳到第 30 幀
cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES, 30)
ret, frame = cap.read()
if ret:
    cv2.imshow("Frame 30", frame)
    cv2.waitKey(0)

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

圖：讀取影片屬性並定位到指定影格

🌐 讀取 MJPEG 串流影片

除了本地影片檔與攝影機，也能讀取網路串流，例如交通監視器的 MJPEG 圖片：​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​​‌‌​​‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​‌​​​‌‌​‌‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​​‌​​‌‌​​​‌​​‌‌​​​‌​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​‌​​‌‌​​‌​‌​‌‌​​​​‌​‌‌​​‌​​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​‌‌​​‌‌​‌​​‌​‌‌​​‌​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌‌

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# read_mjpeg_stream.py
import cv2

url = "https://cctvn.freeway.gov.tw/abs2mjpg/bmjpg?camera=73270"
cap = cv2.VideoCapture(url)

if not cap.isOpened():
    print("Cannot open stream")
    exit()

while True:
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print("Stream disconnected")
        break

    cv2.imshow("Traffic Camera", frame)

    if cv2.waitKey(1) == ord('q'):
        break

cap.release()
cv2.destroyAllWindows()

圖：讀取交通監視器的 MJPEG 串流圖片

👉 MJPEG 串流通常延遲較低，但解析度與 FPS 可能受限。

⚠️ 注意事項

• 效能問題：影片播放速度與 waitKey() 的參數有關，數值越小更新越快。
• 資源釋放：使用完 VideoCapture 記得呼叫 release()，並用 destroyAllWindows() 關閉視窗。
• 顏色通道：同樣是 BGR，不是 RGB。
• 隨機存取：不同影片格式支援度不同，跳幀可能不精準。
• 串流穩定性：MJPEG 串流可能斷線，需要重新建立連線。

🎯 結語

這一篇我們學會了如何使用 cv2.VideoCapture() 讀取影片、逐幀播放、顏色轉換、屬性查詢，以及 MJPEG 串流。
下一篇進入 影片輸出與編碼，學習如何將影格編碼並輸出為影片檔案。​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​​‌‌​​‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​‌​​​‌‌​‌‌​​​‌‌​​​​​​‌‌​​​‌​​‌‌​​​‌​​‌‌​​​‌​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​​​​‌‌‌‌​​‌​‌‌‌​‌​​​‌‌​‌​​​​‌‌​‌‌‌‌​‌‌​‌‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌​‌‌‌‌​‌‌‌​​​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌​​‌‌​​​‌‌​‌‌‌​‌‌​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​​‌​​‌‌​​‌​‌​‌‌​​​​‌​‌‌​​‌​​​​‌​‌‌​‌​‌‌‌​‌‌​​‌‌​‌​​‌​‌‌​​‌​​​‌‌​​‌​‌​‌‌​‌‌‌‌

📖 如在學習過程中遇到疑問，或是想了解更多相關主題，建議回顧一下 Python | OpenCV 系列導讀，掌握完整的章節目錄，方便快速找到你需要的內容。

註：以上參考了
OpenCV Tutorials
OpenCV-Python Tutorials
OpenCV-tutorial_py_video_display
Pexels
1968-高速公路資訊網