用 Python 监控 NASA TV 直播画面

演示地址：

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

在Replit上运行的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。该程序仅需350行代码，并依赖于一些开源的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。

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

Spacestillsis是一个比较初级的版本，但是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。

•  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。

•  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://www.528045.com/file/upload/202412/01/x1vw1jhuyu4.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  
            # don't update next_reload_time yet because it'll 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)