讓微信地球轉起來

素材
這裏有兩個表面素材，一個是地球表面素材，一個是雲圖素材。


還有一個微信地球的摳圖素材。

基本原理
基本的貼圖方法在本博前面的文章（《用python實現旋轉地球》）中講過了，這裏重點講雙層素材的動態效果。雲圖是灰度圖，白色地方代表雲層厚，黑色的地方代表那裏雲層薄。我們根據顏色設置不同的透明度。

如果雲圖與地面的選擇速度相同，會顯得不自然，我們這裏讓雲層旋轉速度比地面旋轉速度慢一半，產生相對運動的效果。

這樣帶來的問題是，地球旋轉360°後雲圖只旋轉了180°，必須加倍到720°才能實現連續運動。

具體的雲層透明度設置，參數需根據實際效果進行調整。

GIF壓縮
順便給大家介紹一個比較好用的壓縮GIF的在線工具。
https://www.iloveimg.com/zh-cn/compress-image/compress-gif
直接生成的GIF動圖有超過傳輸限制，無法上傳，用此工具壓縮後文件體積大幅縮小，但圖片效果沒有肉眼可以察覺的影響。

完整代碼
分步驟的具體邏輯講解，請看《用python實現旋轉地球》，這裏貼一下完整代碼。

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('世界地球日地圖_8K_2.jpg')
    imgCloud= Image.open('世界地球雲地圖_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) 
    

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